Velocidad hipersónica
En aerodinámica, las velocidades hipersónicas son velocidades altamente supersónicas. La palabra hipersónica proviene de una palabra utilizada en los años 70, Mach 5, o sea, 5 veces la velocidad del sonido. Todo en el avión cambia mucho cuando el avión que vuela a esas velocidades alcanza velocidades supersónicas.
Características del flujo hipersónico
Aunque la definición de velocidad hipersónica no está muy clara y es objeto de debate entre los científicos, éstos han llegado a una posible definición. Un flujo hipersónico puede caracterizarse por ciertas cosas que ya no se pueden descartar en el análisis. Algunas de estas cosas son
Capa de choque fina
A medida que el avión va más rápido y los números de mach aumentan, la densidad detrás del choque también aumenta. Esto sucede junto con una disminución del volumen detrás de la onda de choque debido a la teoría de conservación de la masa. Por ello, la capa de choque (el volumen entre el cuerpo y la onda de choque) es delgada a números de mach altos.
Capa de Entropía
A medida que un avión va más rápido y los números de mach aumentan, el cambio de entropía a través del choque también aumenta. El resultado es un fuerte gradiente de entropía y un flujo altamente vorticial que se mezcla con la capa límite.
Interacción viscosa
Parte de la gran energía cinética que se encuentra en el flujo a grandes números de mach se convierte en energía interna en el fluido debido a la viscosidad. El aumento de la energía interna hace que la temperatura aumente. Como el gradiente de presión normal al flujo dentro de una capa límite es cero, el aumento de la temperatura a través de la capa límite hace que la densidad disminuya. Esto hace que la capa límite sobre el cuerpo del avión crezca. Esto, a su vez, hace que la temperatura aumente.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué se considera velocidad hipersónica en aerodinámica?
R: En aerodinámica, cualquier velocidad superior a Mach 5 (1.715 m/s a nivel del mar) se considera velocidad hipersónica.
P: ¿En qué se diferencia la velocidad hipersónica de la supersónica?
R: La velocidad hipersónica se diferencia de la supersónica en que el aire y las aeronaves actúan de forma aún más extraña a velocidades hipersónicas que a velocidades supersónicas.
P: ¿Por qué es importante distinguir entre velocidad hipersónica y supersónica?
R: Es importante distinguir entre velocidades hipersónicas y supersónicas porque el comportamiento del aire y las aeronaves es significativamente diferente a estas velocidades.
P: ¿Cuál es la velocidad del sonido a nivel del mar?
R: La velocidad del sonido a nivel del mar es de 1.715 m/s.
P: ¿Puede dar un ejemplo de velocidad hipersónica?
R: Cualquier velocidad superior a Mach 5, como Mach 6 o Mach 7, es un ejemplo de velocidad hipersónica.
P: ¿Menciona el texto algún otro factor importante a velocidades hipersónicas?
R: El texto sólo menciona que el aire y los aviones actúan de forma muy extraña a velocidades hipersónicas.
P: ¿Qué es la aerodinámica?
R: La aerodinámica es el estudio del movimiento del aire y otros gases y cómo interactúan con objetos en movimiento, como los aviones.
