Un túnel de viento supersónico es un túnel de viento que produce velocidades supersónicas (1,2 < M <5). El número de Mach y el flujo están determinados por la geometría de la boquilla . El número de Reynolds varía cambiando el nivel de densidad (presión en la cámara de sedimentación). Por lo tanto, se requiere una relación de presión alta (para un régimen supersónico en M=4, esta relación es del orden de 10). Además, si la temperatura estática baja lo suficiente, puede producirse condensación de humedad o incluso licuefacción de gas. Esto significa que un túnel de viento supersónico normalmente necesita una instalación de secado o precalentamiento. Un túnel de viento supersónico tiene una gran demanda de energía, por lo que la mayoría está diseñado para un funcionamiento intermitente en lugar de continuo.
El primer túnel de viento supersónico (con una sección transversal de 2 cm) se construyó en el Laboratorio Nacional de Física de Inglaterra y comenzó a funcionar en 1922.
Estimación optimista: Relación de presión la relación de presión total sobre el choque normal en M en la sección de prueba:
Ejemplos:
Temperatura en la sección de prueba:
con = 330 K: = 70 K en = 4
El rango de velocidad está limitado por la temperatura del yacimiento.
La potencia necesaria para hacer funcionar un túnel de viento supersónico es enorme, del orden de 50 MW por metro cuadrado de sección transversal de prueba. Por este motivo, la mayoría de los túneles de viento funcionan de forma intermitente utilizando energía almacenada en tanques de alta presión. Estos túneles de viento también se denominan túneles de viento de purga supersónica intermitente (de los cuales se ofrece una vista previa esquemática a continuación). Otra forma de lograr una enorme potencia de salida es mediante el uso de un tanque de almacenamiento al vacío. Estos túneles se denominan túneles de viento supersónicos de tiro y rara vez se utilizan porque están restringidos a números de Reynolds bajos. Algunos países grandes han construido importantes túneles supersónicos que funcionan de forma continua; uno se muestra en la foto. Otros problemas al operar un túnel de viento supersónico incluyen:
Los túneles como el tubo de Ludwieg tienen tiempos de prueba cortos (generalmente menos de un segundo), un número de Reynolds relativamente alto y bajos requisitos de energía.
