Me disseram que as asas varridas têm melhor desempenho quando uma aeronave tenta quebrar a barreira do som. Eu estava me perguntando por que isso seria?
É tudo sobre o número Mach "efetivo" que a asa vê. Em essência, para uma asa varrida, o número Mach que a asa "vê" no que diz respeito aos efeitos de compressibilidade é o número Mach do componente do freestream normal ao acorde de asa:
(Fonte: stanford.edu via archive.org )
As asas varridas são benéficas em regimes de voo transônico (M = 0.8-1.2). Nos regimes de vôo transônico há um aumento drástico no arrasto (CD é mais ou menos constante até aquele ponto) devido aos efeitos de compressibilidade, que se manifestam em regiões sonoras locais na asa (o próprio plano pode estar voando em M = 0,78, ainda em algumas partes da asa, onde a pressão é baixa, as velocidades podem ser sonoras e supersônicas). Há uma quantidade muito grande de arrasto de onda nessas regiões. A asa varrida reduz essencialmente a velocidade efectiva, pelo que o fluxo permanece subsónico e os choques não se formam sobre a asa, não conduzindo assim à geração de grandes quantidades de arrasto. Confira as informações sobre o número de Mach crítico (número de divergência de arrasto).
Em geral, as asas para trás não são melhores para quebrar a barreira do som. De fato, se você ver o primeiro avião a quebrar a barreira do som em vôo horizontal (o Bell X-1), ele não varreu as asas. E foi desenvolvido depois que asas varridas foram desenvolvidas.
O que acontece com as asas quando você se torna supersônico é ondas de choque fluindo pelas asas. Especificamente, superfícies de controle. Se você tiver ondas de choque sobre suas superfícies de controle, basicamente perderá o controle.
Durante a Segunda Guerra Mundial, vários Mustang P-51 e P-38 Lightnings caíram após serem incapazes de se recuperar de um mergulho. Ambos os aviões tinham motores rápidos o suficiente para levá-los a 70% da velocidade do som em vôo horizontal. Em um mergulho, é totalmente possível que eles quebrem a barreira do som. E, de fato, especula-se que foi isso que causou as quedas. Intervalos de mergulho foram adaptados aos P-38 para permitir que eles diminuíssem o suficiente em um mergulho para recuperar o controle.
Se você quiser continuar voando a uma distância de Mach 1, é necessário evitar que suas superfícies de controle entrem em ondas de choque. Como as ondas de choque são geralmente de natureza cônica, você basicamente tem duas técnicas que você pode usar:
Varra a asa para que ela fique dentro do cone da onda de choque.
Deixe seu nariz mais longo para afastar as ondas de choque das asas (ou empurre as asas para longe da onda de choque, dependendo da sua perspectiva).
Jacob e Flanker estão corretas. Isso é efetivo no Mach Number. Pelo que me lembro, foi detectado por Busemann. As asas varridas podem voar, portanto, sub-sônicas, dependendo do número de Mach.
OK - pode-se voar também com asas diretas supersônicas - então, é necessário outro aerofólio. Veja por exemplo o starfighter. Este é um design não-varrido porque Starfighter é um design americano e Busemann era um alemão.
Desvantagem da varredura: Uma tem o deslocamento da camada limite e, portanto, é quase impossível manter o fluxo laminar.
Vantagem da varredura: movimento reduzido do ponto neutro comparado à asa reta ao ir supersônico. Portanto, algumas máquinas com asas retas caíram porque os pilotos não puderam se recuperar.
---- Editar --- A varredura reduz o movimento do ponto neutro. O menor movimento é visível para uma asa delta. : Ver Schlichting / Truckenbrodt Band 2 P. 214/227 ch. 8 pict 8.59 / 8.70 (minha bíblia). Portanto, sweep / delta reduz os problemas de controle, desculpe.
