Visualizza wikitesto di Regime supersonico

{{F|fisica|febbraio 2015}}
[[File:F-18-diamondback blast.jpg|thumb|upright=1.3|Un [[McDonnell Douglas F/A-18 Super Hornet]] della [[United States Navy]] in volo transonico.]]
Un problema di [[fluidodinamica]] o [[aerodinamica]] viene detto in '''regime supersonico''' se le velocità caratteristiche del [[campo di moto]] risultano maggiori della [[velocità del suono]] nel [[fluido]] considerato rispetto ad un sistema di riferimento solidale al corpo.
Il calcolo della [[portanza]] su un aereo supersonico (ad esempio il [[Concorde]]) è un esempio di problema in regime supersonico.

== Descrizione ==
Il comportamento di un flusso supersonico è molto diverso da quello in regime subsonico. La [[velocità del suono]] è la massima velocità a cui un disturbo fluidodinamico può propagarsi in un fluido.
Ad esempio, un [[gas]] che incontra un ostacolo in un flusso subsonico risente del disturbo provocato da quest'ultimo prima di incontrarlo, perché l'informazione viaggia ad una velocità superiore a quella del fluido.
Ciò non può accadere per velocità supersoniche del fluido; in tal caso si formano nel fluido delle strutture fluidodinamiche chiamate [[onda d'urto (fluidodinamica)|onde d'urto]] che permettono la decelerazione o la deviazione del flusso e quindi di evitare l'ostacolo.

Usando una terminologia matematica si può affermare che un flusso supersonico rappresenta un [[paraboloide iperbolico]], mentre un flusso subsonico risulta [[problema ellittico|ellittico]]. Un altro esempio della differenza tra flusso supersonico e subsonico può essere vista nel comportamento del flusso in un condotto convergente; in tal caso, mentre un flusso subsonico accelera, un flusso supersonico decelera.

== Aeronautica ==
[[File:Yeager supersonic flight 1947.ogv|thumb|Filmato storico del [[Bell X-1]] che pilotato da [[Charles Elwood Yeager|Yeager]] nel 1947 superò la velocità del suono]]
[[File:F-14A Tomcat supersonic flyby, 1986.ogg|thumb|upright=1.6|Filmato di un [[Grumman F-14 Tomcat|F-14 Tomcat]] che supera la barriera del suono]]
Molti [[Aereo da caccia|aerei da combattimento]] sono supersonici, ma vi furono anche due [[:Aereo#L'aereo civile e il trasporto nel periodo postbellico|aeroplani commerciali di linea]] in grado di superare la velocità del suono: il [[Concorde]], nato da una cooperazione tra gli enti aerospaziali [[Francia|francesi]] e [[Regno Unito|britannici]], e il [[Tupolev Tu-144]], di progettazione [[Unione Sovietica|sovietica]]. Dopo il ritiro dal servizio del Concorde avvenuto il 26 novembre 2003, attualmente non ci sono aerei passeggeri supersonici in servizio. Alcuni grandi [[Bombardiere|bombardieri]], come il [[Tupolev Tu-160]] e il [[Rockwell B-1 Lancer]], sono in grado di raggiungere velocità supersoniche. Il [[Lockheed Martin-Boeing F-22 Raptor|Lockheed-Boeing F-22]], il [[McDonnell Douglas F/A-18 Hornet]] e l'[[Eurofighter Typhoon]] sono tra i primi aerei da combattimento in grado di mantenere velocità supersoniche per prolungati periodi di tempo senza la necessità di utilizzare i [[Postbruciatore|postbruciatori]] ([[supercrociera]]).

Negli ultimi anni della [[Seconda guerra mondiale|Seconda Guerra mondiale]] si parlava già diffusamente dei voli supersonici, allora vennero definiti "ultrasonori" anziché "supersonici", non esistendo ancora quest'ultima parola nel dizionario italiano<ref>{{Cita web|url=http://digitale.bnc.roma.sbn.it/tecadigitale/img/giornale/TO00188799/1946/n.018/001/original|titolo="Il messaggero", 1946, n.18, p.1, in basso a destra}}</ref>. In diversi racconti autobiografici scritti dai piloti da caccia, questi affermavano di aver raggiunto con aerei ad elica, in particolari condizioni di volo, la velocità del suono. In seguito, tuttavia, tali dichiarazioni non furono mai prese in considerazione per due motivi: in primo luogo, la rilevazione della velocità con il tubo Pitot in quegli anni era scarsamente attendibile, in secondo luogo, gli effetti aerodinamici procurati dalle velocità transoniche o supersoniche non erano ancora noti, perciò i piloti non sarebbero stati in grado di governare tali assetti critici del velivolo. 

Sembra, in ogni modo, che solo i tedeschi nel 1944 abbiano raggiunto con certezza in volo orizzontale, una velocità transonica di {{M|1004|ul=km/h}} con un caccia [[Messerschmitt Me 163]] ''Komet'' dotato di [[motore a razzo|endoreattore]]. Altri tentativi, ritenuti sempre non attendibili, furono fatti tra il 1944 e il 1946 da alcuni piloti inglesi con i caccia Spitfire, convinti in buona fede, di aver raggiunto velocità prossime o perfino superiori a quelle del suono, riportando fra l'altro non pochi incidenti. Gli americani, altresì, nello stesso periodo, nonostante l'impiego del loro primo aviogetto [[Lockheed P-80 Shooting Star]], non riuscirono mai a superare il muro del suono, sfiorando soltanto i {{M|1100|ul=km/h}}, subendo funestamente l'esplosione in volo di uno di questi esemplari. Pertanto il primato fu riconosciuto ufficialmente a Yeager.

[[Chuck Yeager|Charles "Chuck" Yeager]] fu il primo uomo a viaggiare a più di [[Numero di Mach|Mach]] 1 in volo stazionario. Yeager superò la [[muro del suono|barriera del suono]] il 14 ottobre 1947 volando a bordo del [[Bell X-1]] ad un'altezza di circa {{M|10500|ul=m}}.

La maggior parte dei [[Veicolo spaziale|veicoli spaziali]], tra cui lo [[Space Shuttle]], viaggiano a regimi supersonici durante la fase di rientro, sebbene gli effetti sul velivolo sono ridotti dalle basse pressioni che si trovano alle alte quote. Durante il tragitto in ascesa, i sistemi di lancio generalmente evitano di entrare in regime supersonico al di sotto dei {{M|30|ul=km}} (~{{M|90000|ul=piedi}}) per ridurre gli effetti di freno dell'aria.

È da notare che la [[velocità del suono]] decresce con la quota, a causa dell'abbassamento della temperatura che avviene fino a {{M|25|ul=km}}. Ad altezze superiori, poiché la temperatura ricomincia a salire, la velocità del suono aumenta di conseguenza.<ref>[http://bpesoft.com/s/wleizero/xhac/?M=s eXtreme High Altitude Conditions Calculator] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20070310153702/http://bpesoft.com/s/wleizero/xhac/?M=s|data=10 marzo 2007}}.</ref>

== Note ==
<references/>

== Voci correlate ==
* [[Numero di Mach]]
* [[Regime subsonico]]
* [[Regime transonico]]
* [[Regime ipersonico]]

== Altri progetti ==
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{{Controllo di autorità}}
{{portale|Fisica|trasporti}}

[[Categoria:Aerodinamica]]
[[Categoria:Fluidodinamica]]