Alhelikiirus vs ülehelikiirus
Õhuvoolu kiirusel on õhuvoolu karakteristiku määramisel oluline roll. Madalatel kiirustel voolavat õhku võib pidada kokkusurumatute omadustega viskoosseks vedelikuks nagu vesi. Kui õhuvoolu kiirus suureneb, muutuvad kokkusurutavusega seotud omadused märkimisväärselt, mille tulemuseks on voolu sees keha ümbritsevate aerodünaamiliste jõudude muutumine.
Suhtelise liikumise kontekstis võib õhusõidukit analüütilisel eesmärgil käsitleda kui keha, mis on õhuvoolus paigal. Lennuki kiirusest saab õhuvoolu suhteline kiirus, mida tavaliselt kasutatakse õhukiirusena. Õhusõidukit, mis on kavandatud lendama alla helikiiruse, nimetatakse allahelikiirusega lennukiteks, helikiirusest kiiremini lendavaid lennukeid aga ülehelikiirusega lennukiteks. Seda kiirust väljendatakse tavaliselt Machi arvuga (M), mis on õhu kiiruse ja heli kiiruse suhe. Kui õhusõiduk on allahelikiirusel, on selle maksimaalne kiirus väiksem kui 1 (M 1).
Lisateavet allahelikiirusega lennukite kohta
Enamik toodetud lennukitest on allahelikiirusega lennukid, mis on ette nähtud lendama alla 0,8 Machi. Väikestel kerglennukitel on madalamad Machi numbrid, mis on umbes 0,2 Machi. Ärireaktiivlennukid ja kommertslennukid võivad lennata maksimaalse kiirusega kuni 0,85 Machi.
Kerged allahelikiirusega lennukid kasutavad jõujaamana kolbmootoreid, ärilennukitel ja kommertslennukitel aga turbopropeller- või suure möödaviiguga turboventilaatormootoreid. Lennuki kere struktuurne koormus on lennukiti erinev. Tiivad on tavaliselt sirged või väikese pöördenurgaga. Lennuki korpus on valmistatud alumiiniumist ja lennuki kere võib koosneda alumiiniumist ja terasest. Komposiitmaterjalide tehnoloogia edenedes võetakse kasutusele suure tugevusega ja väikese kaaluga kiud tugevdatud komposiitmaterjalid.
Lisateavet ülehelikiirusega lennukite kohta
Ülehelikiiruse režiim jaguneb ka ülehelikiirusega (1<M<3), kõrge ülehelikiirusega (3<M5) klassideks.
Ülehelikiirusega lennukid on enamasti sõjalennukid, mis on mõeldud lahingutegevuseks (nt F-15E, Su 27, Dassault Rafale, Eurofighter Typhoon). Nad kasutavad elektrijaamana madala möödavooluga turboventilaatormootoreid ning konstruktsioon on kavandatud taluma ülehelikiirusel tekkivaid vibratsioone ja koormusi.
Lennuki kere on enamasti valmistatud kõrgekvaliteedilisest titaanist ja alumiiniumist, et taluda manöövrite suurt koormust ja kahjustusi lahingu ajal. Lennuki kere on aerodünaamiliselt optimeeritud, et minimeerida kokkusurutavust ja takistusefekte. Kohalik õhutihedus varieerub lööklainete, paisumise ja voolu lämbumise tõttu, mille tulemuseks on drastilised muutused allahelikiirusega lennutingimustest.
Supersonic Transport (SST) on teostatud, kuid kallis lennuväljakutse. Kunagi on ehitatud ainult kahte tüüpi ülehelikiirusega transporte ja mõlemad ületasid lennu keskmise maksumuse. Need on Concorde ja Tu-144, mis on kavandatud reisilennukitena, kuid suurte kulude tõttu on nende kasutamine ära jäetud.
Kõrge ülehelikiirusega lennukid on enamasti luurelennukid ja hüperhelikiirusega lennukid on väga eksperimentaalsed lennukid (välja arvatud kosmosesüstik).
Mis vahe on allahelikiirusel ja ülehelikiirusel?
• Allhelikiirusega lennukid lendavad alla helikiiruse, samas kui ülehelikiirusega lennukid lendavad helikiirusest kiiremini.
• Ülehelikiirusega lennukid kasutavad tõukejõuna madala möödavooluga turboventilaatormootoreid, samas kui allahelikiirusega lennukid kasutavad sõukruviga kolbmootoreid, turbopropellermootoreid või kõrge möödavooluga turboventilaatormootoreid.
• Ülehelikiirusega õhusõidukid kasutavad tiibu libistades või delta tiibu, samas kui allahelikiirusega lennukid kasutavad sirgeid või väiksema liikumisnurgaga tiibu.
• Ülehelikiirusega lennukid on valmistatud peamiselt titaanist, samas kui allahelikiirusega lennukid on ehitatud titaanist, alumiiniumist ja süsinikkiuga tugevdatud polümeeridest või muudest komposiitmaterjalidest.
• Tavaliselt on ülehelikiirusega lennukid sõjalennukid, mida kasutatakse lahingu- või luureoperatsioonidel, allahelikiirusega lennukeid aga transpordiks ja reisimiseks.
