Aerodinamika
Masalah serupa dipengaruhi beberapa model dari Supermarine Spitfire. Pada kecepatan tinggi aileron bisa menerapkan torsi lebih dari sayap tipis Spitfire yang bisa menangani, dan seluruh sayap akan memutar dalam arah yang berlawanan. Ini berarti bahwa pesawat akan roll di arah berlawanan dengan apa yang pilot dimaksudkan, dan menyebabkan sejumlah kecelakaan. Model sebelumnya yang tidak
cukup cepat untuk ini menjadi masalah, dan sehingga tidak melihat sampai Spitfires kemudian model seperti Mk.IX mulai muncul. Hal ini diatasi dengan menambahkan cukup kekakuan torsi ke sayap, dan sepenuhnya sembuh ketika Mk.XIV diperkenalkan.
Messerschmitt Bf 109 dan Mitsubishi Zero memiliki masalah sebaliknya dimana kontrol menjadi tidak efektif. Pada kecepatan yang lebih tinggi pilot hanya tidak bisa bergerak kontrol karena ada terlalu banyak aliran udara di atas permukaan kontrol. Pesawat akan menjadi sulit untuk manuver, dan pada kecepatan yang cukup tinggi pesawat tanpa masalah ini bisa keluar-mengubahnya.
Masalah-masalah ini akhirnya diselesaikan sebagai pesawat jet mencapai transonik dan kecepatan supersonik. Ilmuwan Jerman dalam Perang Dunia II bereksperimen dengan sayap menyapu. Penelitian mereka diaplikasikan pada MiG-15 dan F-86 Sabre dan pembom seperti B-47 Stratojet digunakan sayap menyapu yang menunda timbulnya gelombang kejut dan mengurangi drag.
Dalam rangka untuk mempertahankan kontrol dekat dan di atas kecepatan suara itu sering perlu untuk menggunakan listrik yang dioperasikan tailplanes semua terbang (stabilator), atau sayap delta dilengkapi dengan listrik yang dioperasikan elevons. Operasi daya mencegah gaya aerodinamik menimpa input kontrol pilot.
Akhirnya, masalah umum lain yang cocok ke dalam kategori ini adalah Aeroelasticity bergetar. Di beberapa kecepatan aliran udara di atas permukaan kontrol akan menjadi turbulen, dan kontrol akan mulai bergetar. Jika kecepatan berkibar adalah dekat dengan harmonik gerakan kontrol, para resonansi bisa mematahkan kontrol sepenuhnya. Ini adalah masalah serius pada Zero. Ketika masalah
dengan kontrol yang buruk dengan kecepatan tinggi pertama kali ditemui, mereka ditangani dengan merancang gaya baru permukaan kontrol dengan kekuatan lebih. Namun ini memperkenalkan mode resonan baru, dan sejumlah pesawat yang hilang sebelum ini ditemukan.
Semua efek ini sering disebutkan dalam hubungannya dengan istilah "kompresibilitas", tetapi dalam cara berbicara, mereka salah digunakan. Dari sudut pandang ketat aerodinamis pandang, istilah harus merujuk hanya kepada mereka efek samping yang timbul sebagai akibat dari perubahan aliran udara dari fluida mampat (mirip berlaku untuk air) untuk cairan kompresibel (bertindak sebagai
gas) sebagai kecepatan suara didekati. Ada dua efek pada khususnya, gelombang tarik dan mach kritis.
Gelombang drag peningkatan mendadak dalam drag pada pesawat, yang disebabkan oleh bangunan air di depannya. Pada kecepatan rendah udara ini memiliki waktu untuk "keluar dari jalan", dipandu oleh udara di depannya yang ada di kontak dengan pesawat. Tetapi pada kecepatan suara ini tidak bisa lagi terjadi, dan udara yang sebelumnya mengikuti arus, di sekitar pesawat terbang sekarang
hits langsung. Jumlah daya yang dibutuhkan untuk mengatasi efek ini cukup besar. The mach kritis adalah kecepatan dimana beberapa dari aliran udara yang melewati sayap pesawat menjadi supersonik.
Pada kecepatan suara dengan cara yang mengangkat dihasilkan perubahan secara dramatis, dari yang didominasi oleh Prinsip Bernoulli kepada pasukan yang dihasilkan oleh gelombang kejut. Karena udara di bagian atas sayap bepergian lebih cepat daripada di bagian bawah, karena efek Bernoulli, dengan kecepatan mendekati kecepatan suara udara di bagian atas sayap akan dipercepat untuk Supersonic. Ketika
ini terjadi distribusi angkat berubah secara dramatis, biasanya menyebabkan trim hidung-down yang kuat. Sejak pesawat biasanya mendekati kecepatan ini hanya dalam menyelam, pilot akan melaporkan pesawat mencoba untuk hidung lebih ke dalam tanah.
Disosiasi menyerap banyak energi dalam proses reversibel. Hal ini sangat mengurangi suhu termodinamika gas hipersonik melambat di dekat sebuah kendaraan ruang angkasa. Di daerah transisi, dimana tekanan disosiasi ini tergantung tidak lengkap, baik diferensial, kapasitas panas tekanan konstan dan beta (volume/tekanan rasio diferensial) akan sangat meningkat. Yang terakhir ini memiliki efek diucapkan pada aerodinamika kendaraan termasuk stabilitas.
Seperti pesawat mulai melakukan perjalanan lebih cepat, para ahli aerodinamika menyadari bahwa densitas udara mulai berubah seperti itu datang ke dalam kontak dengan objek, yang mengarah ke sebuah divisi dari aliran cairan ke mampat dan aliran kompresibel rezim. Dalam aerodinamika kompresibel, kepadatan dan tekanan baik perubahan, yang merupakan dasar untuk menghitung
kecepatan suara Newton adalah orang pertama yang mengembangkan model matematika untuk menghitung kecepatan suara, tetapi itu tidak benar sampai Pierre-Simon Laplace menyumbang perilaku molekul gas dan memperkenalkan panas rasio kapasitas. Rasio kecepatan aliran dengan kecepatan suara bernama bilangan Mach setelah Ernst Mach, yang merupakan salah satu yang pertama untuk menyelidiki sifat-sifat supersonik aliran
yang termasuk Schlieren fotografi teknik untuk memvisualisasikan perubahan densitas. William John Macquorn Rankine dan Pierre Henri Hugoniot secara independen mengembangkan teori untuk sifat aliran sebelum dan setelah gelombang kejut. Jakob Ackeret memimpin pekerjaan awal pada menghitung lift dan drag pada airfoil supersonik. Theodore von Karman dan Hugh Latimer Dryden memperkenalkan istilah transonik untuk menggambarkan kecepatan aliran sekitar Mach
1 dimana tarik meningkat pesat. Karena peningkatan tarik mendekati Mach 1, para ahli aerodinamika dan penerbang tidak setuju pada apakah pesawat supersonik itu dicapai.
Pada September 30, 1935 konferensi eksklusif diadakan di Roma dengan topik penerbangan kecepatan tinggi dan kemungkinan melanggar hambatan suara. Para peserta termasuk Theodore von Karman, Ludwig Prandtl, Jakob Ackeret, Eastman Jacobs, Adolf Busemann, Geoffrey Ingram Taylor, Gaetano Arturo Crocco, dan Enrico Pistolesi. Ackeret disajikan desain untuk supersonik terowongan angin. Busemann memberikan presentasi pada kebutuhan untuk
pesawat dengan sayap menyapu untuk penerbangan kecepatan tinggi. Eastman Jacobs, bekerja untuk NACA, disajikan airfoil nya dioptimalkan untuk kecepatan subsonik tinggi yang menyebabkan beberapa pesawat Amerika performa tinggi selama Perang Dunia II. Propulsi Supersonic juga dibahas. Hambatan suara rusak dengan menggunakan Bell X-1 pesawat dua belas tahun kemudian, sebagian berkat orang-orang.
Pada saat hambatan suara rusak, banyak pengetahuan aerodinamika supersonik subsonik dan rendah telah jatuh tempo. Perang Dingin memicu garis pernah berkembang pesawat kinerja tinggi. Dinamika fluida komputasi dimulai sebagai upaya untuk memecahkan sifat aliran di sekitar objek yang kompleks dan telah dengan cepat berkembang ke titik dimana seluruh pesawat dapat dirancang dengan menggunakan komputer, dengan tes terowongan angin diikuti dengan tes penerbangan untuk mengkonfirmasi komputer prediksi.
Dengan beberapa pengecualian, pengetahuan tentang hipersonik aerodinamis telah jatuh tempo antara tahun 1960-an dan dekade ini. Oleh karena itu, tujuan dari aerodynamicist telah bergeser dari pemahaman perilaku aliran fluida untuk memahami bagaimana insinyur kendaraan untuk berinteraksi secara tepat dengan aliran fluida. Sebagai contoh, sementara perilaku aliran hipersonik dipahami, membangun scramjet