Stoßwelle ist ein physikalisches Phänomen und daher unvermeidbar. Das Beste, was wir tun können, ist, ihre Intensität und ihre Auswirkungen auf den Boden zu verringern.

Eine Methode zur Beseitigung der Stoßwelle (theoretisch) wurde von Adolf Busemann vorgeschlagen. Seine Flugzeugzelle, genannt Busemanns Doppeldecker, besteht aus zwei dreieckigen Querschnittsplatten in einem bestimmten Abstand (damit ein Ersticken verhindert wird), wobei die flachen Seiten parallel zum Flüssigkeitsstrom sind.

Bild aus Überschalldoppeldecker - Eine Übersicht von Kazuhiro Kusunose et al.

Die Idee ist, dass die Stoßwellen intern zwischen den beiden (dreieckigen) "Tragflächen" gebildet werden und sich unter den im ersten Fall gezeigten Entwurfsbedingungen gegenseitig aufheben.

Bild von einem Überschall-Doppeldecker - Eine Übersicht von Kazuhiro Kusunose et al.

Unter Auslegungsbedingungen werden Stoßwellen erzeugt. Dies erzeugt jedoch offensichtlich keinen Auftrieb bei einem Anstellwinkel von Null. Wie Forscher erklären,

... fehlt dem Design der Auftrieb: Die beiden Flügel bilden einen sehr engen Kanal, durch den nur eine begrenzte Menge Luft strömen kann. Beim Übergang zu Überschallgeschwindigkeit könnte der Kanal ... im Wesentlichen „ersticken“ und einen unglaublichen Luftwiderstand erzeugen. Während das Design bei Überschallgeschwindigkeiten wunderbar funktionieren könnte, kann es den Luftwiderstand nicht überwinden, um diese Geschwindigkeiten zu erreichen.

Um dieses Problem zu lösen, werden Untersuchungen durchgeführt. Eine vorgeschlagene Methode besteht darin, die Flügelformen zu verändern, damit sie bei allen Geschwindigkeiten effizient sind. Eine andere Gruppe arbeitet daran, die Form der Tragflächen in Busemanns Doppeldecker so zu optimieren, dass die Stoßwelle in allen Phasen des Überschallfluges reduziert wird. Alle diese Studien befinden sich jedoch im konzeptionellen Stadium und es wurden bisher keine Experimente durchgeführt.

Die NASA führte die Shaped Sonic Boom Demonstration (SSBD) durch, bei der der Rumpf eines Northrop-5E modifiziert wurde (ähnlich wie der Schnabel eines Pelikans), um das Muster der gebildeten Stoßwellen zu ändern im Überschallflug.

" F-5E-förmiges Sonic Boom-Demonstrationsflugzeug" von NASA / Carla Thomas - http://www.dfrc.nasa.gov/Gallery/Photo/SSBD/HTML/EC03-0210-1.html. Lizenziert unter Public Domain über Commons.

Die NASA berichtete, dass die Modifikationen die Intensität der Stoßwelle um einen beträchtlichen Betrag reduzieren konnten, wie in der Abbildung unten gezeigt (die ' Die flache Druckleitung stammt vom SSB-Demonstrator.

Bild von Quieting the Boom - Der Shaped Sonic Boom-Demonstrator und Die Suche nach einem ruhigen Überschallflug von der NASA

Aktive Forschung wird immer noch von verschiedenen Organisationen auf diesem Gebiet durchgeführt.

Ja, diese Technologie gibt es bereits. Wenn Sie die Tatsache nutzen, dass die Schallgeschwindigkeit proportional zur Quadratwurzel der Lufttemperatur ist, können Sie in der Höhe mit einer niedrigen Überschallgeschwindigkeit fliegen, ohne dass eine Stoßwelle auf den Boden trifft. Wenn die Machzahl niedrig genug ist, ist Ihre Geschwindigkeit bei Bodentemperatur in der Luft Unterschall, sodass sich die Stoßwellen auf ihrem Weg nach unten auflösen.

Grafische Erklärung des Mach-Schwellenwerts (Bild Quelle)

Aber der Geschwindigkeitsgewinn wäre gering und das ganze Unterfangen nicht sehr wirtschaftlich. Sobald die Fluggeschwindigkeit so erhöht wird, dass sie auch unter Bodenbedingungen überschallt, sind hörbare Stoßwellen schwer zu vermeiden. Sie können gemildert, aber nicht vollständig vermieden werden.

Ich habe so etwas kürzlich in einem Dokument über ein Überschall-Konzeptflugzeug gesehen (mit Boeing oder Airbus, ich erinnere mich nicht).

Der Hauptteil hier war, dass es nicht wirklich das Flugzeug ist ist "boomless", sondern eher in der Lage, ein "boomless" -Flugprofil (beachten Sie die Anführungszeichen, auf die ich noch zurückkommen werde) zu fliegen.

Das von ihnen beschriebene "boomless" -Profil beinhaltete den Übergang zu Überschall in Nahezu vertikaler Flug (unter der Kraft von Raketen / Ramjets), wobei die Stoßwelle in der horizontalen Ebene ausgebreitet wird, sodass genügend Zeit vorhanden ist, um Energie abzuleiten, bevor sie sich dem Boden nähert.

Die Reiseflughöhe dieses Flugzeugs betrug Ausreichende Höhe, um Probleme mit dem Ausleger am Boden zu vermeiden (ausreichend hoch, damit sich die Stoßwelle zum Zeitpunkt des Bodens auflöst)

Im Grunde genommen handelt es sich also um einen nahezu vertikalen Aufstieg und einen Höhenflug.

Nun, dies ist wirklich nur eine Sammlung von Dingen, die ich gelesen habe, und ich bin kein Experte, und ich schreibe diese aus vagen Erinnerungen, sodass Fehler zu erwarten sind. Korrekturen sind willkommen. Ich dachte immer noch, dass es für mich Sinn macht, diese zu schreiben, da mir diese Art von Konzepten scheint, worum es bei der Frage ging. Dies ist normalerweise gemeint, wenn von "boomless supersonic" die Rede ist.

Der einfachste Weg ist, hoch zu fliegen. Eine geringere Luftdichte bedeutet eine geringere Energiedichte im Ausleger. Und eine größere Entfernung bedeutet, dass mehr Energie vor dem Boden abgeführt wird. Die Leute machen immer Konzepte über suborbitale Shuttles, die irgendwo zwischen Concorde und einer ballistischen Rakete liegen würden. Im Allgemeinen wäre ein neuer Motortyp erforderlich, um praktisch zu sein.

Es ist möglich, einen Ausleger vor dem Rumpf anzubringen, der einen eigenen kleineren Schallausleger hat. Dies verringert die Intensität des Schallauslegers des Rumpfes und die Summe wäre kleiner als ohne den Ausleger.

Sie können den Schallausleger verwenden und somit einen Teil seiner Energie absorbieren.

Sie können damit eine Komprimierung für die Motoren erstellen. Grundsätzlich würden Sie die Stoßwelle mit den Motoreinlässen einfangen. Es wäre schwer und schwer vorstellbar, dass dieselben Motoren gut mit Unterschall funktionieren. Und es wäre schwer mit der Erzeugung eines nützlichen Auftriebs zu kombinieren. Auch wenn die Verwendung der Kompression vom Rumpf aus normal ist, würde das tatsächliche Erfassen des Schallauslegers erfordern, dass sich die Einlässe nahe an der Vorderseite befinden, was Probleme mit der Motorkonstruktion verursachen würde

Sie können die Energie der Stoßwelle nutzen, um Auftrieb zu erzeugen. Je mehr Auftrieb Sie erzeugen, desto weniger bleibt übrig, um die Menschen am Boden zu ärgern. Grundsätzlich formen Sie den Rumpf, um mehr Stoß an den Seiten zu erzeugen, und befestigen an den Flügeln eine Oberfläche in einem Winkel, der die Stoßwelle nach unten reflektiert. Wenn Sie die Energie nach unten reflektieren, entsteht ein Auftrieb. Sie können auch einen Rumpf haben, der direkt Stoßwellen nach unten erzeugt, jedoch in mehreren Schritten für mehr Auftrieb und weniger Lärm. Ein Nachteil solcher Waverider-Konzepte ist, dass sie wirklich nur im Überschallbereich funktionieren, ich denke sogar in einem bestimmten Bereich von Überschall. Bis Sie die richtige Geschwindigkeit erreicht haben, haben Sie nur noch mehr Luftwiderstand.