Si los aviones supersónicos se convirtieran en estándar, ¿no causaría esto una interrupción continua en los vuelos subsónicos normales?

Gracias por el A2A. Varias de las otras respuestas en este hilo llegan a su pregunta subyacente bastante bien. Por mi parte, analicé la posibilidad de “interrupción” de forma algo diferente a la presencia de auges sónicos y sobrepresiones.

Los diferenciales de velocidad entre aeronaves pueden ser extremadamente difíciles de manejar desde una perspectiva de control de tráfico aéreo (ATC). Un SST que realiza Warp Nine tiene que encajar en el resto del flujo de tráfico en algún momento. Tener que hacerlo demasiado pronto niega gran parte del valor del vuelo supersónico; hacerlo demasiado tarde puede hacer que la SST tenga que desacelerar radicalmente mientras el campesinado se dispersa en todas las direcciones fuera de su camino.

Aunque la mayoría de los no pilotos no lo saben, existen límites de velocidad impuestos a las aeronaves en el espacio aéreo de EE. UU. Las partes relevantes de 14 CFR §91.117 (“Velocidad de la aeronave”) son:

(a) A menos que el Administrador [FAA] autorice lo contrario, ninguna persona puede operar una aeronave por debajo de 10,000 pies MSL a una velocidad indicada de más de 250 nudos (288 mph).

(b) A menos que ATC lo autorice o lo requiera de otra manera, ninguna persona puede operar una aeronave a más de 2,500 pies sobre la superficie dentro de las 4 millas náuticas del aeropuerto principal de un área de espacio aéreo Clase C o Clase D a una velocidad indicada de más de 200 nudos (230 mph).

Entonces, suponiendo que la situación sugerida en su pregunta se haya cumplido (los aviones comerciales supersónicos se están convirtiendo en “estándar”), la secuencia de los aviones, que lleva a todos a donde necesitan estar cuando se acercan a sus diversos destinos, podría tener que tener en cuenta los aviones que tienen refugio. Ni siquiera se ha quitado todavía. Sospecho que esto se volvería bastante perjudicial con bastante rapidez para todos los aviones y líneas aéreas afectados, y este último se enfrentaría entre sí y con los reguladores en función de quién está volando qué. De cualquier manera, no sería bonito.

Después de haber sido “golpeado” por un amigo que me pasó por encima de Mach 1, puedo decir que no es agradable, pero tampoco es trágico. Fue más como una fuerte sacudida de turbulencia (que es lo que literalmente fue).

En este caso, sin embargo, estábamos a solo un par de miles de pies el uno del otro. En el caso de volar una flota de TSM alrededor del cielo, habría al menos 10,000 ‘de distancia entre las aeronaves que vuelan supersónicas y las que no. Sería una sacudida extraña, pero probablemente estaría bien marcada por el control de tráfico aéreo y se escucharía al piloto sobre el PA cada una docena de vuelos, “Bueno, amigos, en unos 30 segundos, vamos sentir un leve golpe. Eso es de las personas que vuelan 20,000 ‘más alto, cuatro veces más rápido, pagan 20 veces más, pero aún se quedan atrapados en el tráfico del aeropuerto una vez que aterrizan “.

Por supuesto, tener un par de TSM que se crucen entre sí podría estar mucho más cerca y la onda de presión que golpea un avión Mach 2 podría ser mucho más fuerte de lo que les gustaría a los ingenieros (y pilotos y pasajeros).

También hay formas de mitigar la fuerza del boom sónico. La NASA ha realizado extensos estudios incluso desde los días del Concorde y con alguna aplicación moderna, la fuerza de las ondas de choque podría reducirse lo suficiente como para permitir el paso de las TSM por tierra; ahora están restringidas a viajes de alta velocidad sobre el agua y en especial pasillos

Por supuesto, la economía que limita los viajes supersónicos es tal que resolver el problema de demasiadas ondas de choque que cruzan las vías aéreas va a estar muy por debajo de la lista.

Las altitudes a las que cualquier avión supersónico se desplazaría serían mucho más altas que las de los aviones subsónicos actuales. No sería eficiente ser supersónico en las altitudes de crucero actuales. Los aviones usarían mucho más combustible y sus células se sobrecalentarían rápidamente.

En las altitudes más altas todos los planos serían supersónicos. No es eficiente hacer un crucero subsónico a esas altitudes más altas, o lo harían hoy. ATC controlaría el espaciado y las altitudes específicas en función de las estimaciones de velocidad y tiempo de llegada.

A medida que el avión desciende a las altitudes más bajas, que se usan hoy para viajes comerciales, el avión debe reducir la velocidad a las velocidades típicas actuales a cualquier altitud dada, para ahorrar combustible, calentar los fuselajes y despejar el ATC. Pueden ser un poco más rápidos en la aproximación al aterrizaje, pero la certificación de diseño exigirá que las velocidades de aproximación no excedan las autorizaciones actuales de ATC.

Los retumbos sónicos generalmente no son más perturbadores que un retumbar ruidoso, tal vez una ventana que vibra en el suelo. A distancias cortas, un boom sónico tal vez pueda romper ventanas de vidrio, pero a distancias típicas entre aeronaves en vuelo de crucero, no sería peor que los golpes normales que experimenta una aeronave en turbulencia.

Además, arriba o abajo no importa; El boom sónico, como cualquier onda de sonido, viaja hacia afuera en todas las direcciones.

Los jets supersónicos viajan a altitudes que son 15-20000 pies más altas que un avión comercial típico. Por lo tanto, los auges sónicos no afectarán a los tipos subsónicos. Y ese es el verdadero truco para las velocidades supersónicas. Dado que;

Mach = TAS / LSS

La reducción de la velocidad local del sonido (LSS) y el aumento de la velocidad real del aire (TAS) a grandes altitudes nos permiten romper la barrera del sonido. ¡Cuanto más alto vayas, más rápido subirás!

Si los aviones comerciales supersónicos se convirtieran en estándar, ¿no causaría esto una interrupción continua en los vuelos subsónicos normales?

Dado que los vuelos supersónicos tienden a volar más alto que los aviones subsónicos normales, ¿los auges sónicos producidos por los vuelos supersónicos no causarían una interrupción continua a todos los aviones comerciales normales debajo de ellos si ellos (los aviones supersónicos) volaran en grandes cantidades?

No

Cuando las aeronaves supersónicas están utilizando el mismo espacio aéreo que los aviones subsónicos, a altitudes más bajas cerca de los aeropuertos, las aeronaves supersónicas disminuyen su velocidad a medida que descienden o suben y siguen aumentando su velocidad.

En las altitudes más altas donde navegan, los auges de los transportes supersónicos se atenúan y debilitan a medida que viajan. En la medida en que los aviones subsónicos en altitudes más bajas encuentran las sobrepresiones causadas por los aviones supersónicos, las sobrepresiones no son suficientes para dañarlos. Hoja informativa de la NASA Armstrong: Sonic Booms

Podría haber un problema con la turbulencia causada por el avión supersónico que pasa por las altitudes de crucero de los aviones subsónicos, aunque ese problema ya existe por el paso de transportes subsónicos grandes y pesados.

Hay muchas tormentas eléctricas en los Estados Unidos en un día determinado (especialmente en el verano), ¿molesta el trueno al avión?

Primero, no habrá aviones comerciales supersónicos comerciales que vuelen sobre tierra hasta que se reduzca el problema del boom sónico.

En segundo lugar, habrá líneas aéreas establecidas para el avión supersónico y el boom sónico mínimo no debería tener impacto en otros aviones subsónicos comerciales de alto vuelo (a 42,000 pies).

No veo por qué las explosiones sónicas deberían interrumpir otros aviones.

Es probable que la mayor interrupción sea que las naves supersónicas tendrían velocidades de aproximación y aterrizaje más altas, y serían difíciles de mezclar con aviones subsónicos en los aeropuertos. Una vez en su altitud de crucero, estarán convenientemente fuera del camino.