De a katonai vadászgépek még ennél is sokkal sebesebben képesek repülni: szuperszonikus, vagyis hangsebesség feletti tempóval. A névből is adódik, hogy ez gyorsabb, mint amilyen sebességgel a hang terjed. Más szóval, mire meghallod az elsuhanó vadászgép hangját, maga a gép már rég messze jár.
A hangsebesség a levegőben körülbelül 1235 km/h. Azért csak „körülbelül”, mert ez az érték a hőmérséklettől, a nyomástól, a páratartalomtól és a kémiai összetételtől függően változhat. Ezt a tempót gyakran „1 Mach”-ként is emlegetik – Ernst Mach osztrák fizikus után. A legendás szuperszonikus utasszállítók, mint a Concorde és a Tu-144, anno 2200-2300 km/h-s sebességgel hasítottak. Egy modern, ötödik generációs vadászgép, például a Szu-57 pedig akár 2600 km/h-val is képes repülni, ami nagyjából a hangsebesség duplája. Lenyűgöző, nem igaz?
Most pedig képzeld el, hogy egy gép nem kétszer, hanem öt-tízszer gyorsabban repül a hangsebességénél! Na, ez a hiperszonikus sebesség. A repülőgépek számára ez egyelőre elérhetetlen álom, de bizonyos rakéták már képesek rá. Bár az ilyen technológia kifejlesztésébe eddig csak néhány ország mérnökeinek bicskája nem tört bele.
A hiperszonikus tempó ott kezdődik, ahol a szuperszonikus véget ér. A tudósok abban állapodtak meg, hogy a választóvonalat 5 Machnál húzzák meg, ami nagyjából 6125 km/h-nak felel meg. Vagyis pontosan ettől a határtól beszélünk hiperszonikus sebességről. Ha tehát valami 6200 km/h-val repül, az már hiperszonikus eszköznek minősül. De ez még csak a minimum szint. A gyakorlatban ezek a hiperszonikus szerkezetek képesek akár 10-20 Machig is felgyorsulni (ami 24 500 km/h-s vagy annál is nagyobb sebességet jelent). Hogy legyen mihez hasonlítani: ez 8-10-szer gyorsabb egy puskagolyónál, és segítségével kevesebb mint egy óra alatt át lehetne szelni az Atlanti-óceánt New Yorkból Londonba repülve.
Egy ilyen elképesztő sebesség elérése embert próbáló mérnöki feladat. A repülőgépeken használt hagyományos sugárhajtóművek ehhez édeskevésnek bizonyulnak. Jelenleg két fő módszert alkalmaznak a gyakorlatban.
Az első módszer a nagyteljesítményű rakétákkal történő gyorsítás. Az eszközt feljuttatják a légkör legfelső rétegeibe, ahol már szinte egyáltalán nincs levegő, a rakétahajtóművek pedig ott gyorsítják fel a hiperszonikus tartományba. Ezután az eszköz vagy folytatja az útját az űrben, vagy megindul vissza a Föld felé. Pontosan így működnek az interkontinentális ballisztikus rakéták is a pályájuk aktív szakaszában.
A második, jóval modernebb megoldást a hiperszonikus siklórepülő eszközök jelentik. Ezeket először egy hordozó repülőgéppel vagy rakétával „felviszik” a kívánt magasságba, majd a leválás után már önállóan repülnek tovább. Hagyományos értelemben vett hajtóművük nincs is: úgynevezett torlósugár-hajtóművet (ramjet) vagy annak a még nagyobb sebességre tervezett változatát, a hiperszonikus torlósugár-hajtóművet (scramjet) használják.
A működési elv egyszerre végtelenül egyszerű és elképesztően bonyolult. Hiperszonikus sebességnél a légbeömlő nyílásba betóduló levegő olyan brutálisan összenyomódik, hogy a belefecskendezett üzemanyag magától meggyullad. Ez azt jelenti, hogy a hajtómű tisztán a szembejövő légáramlat mozgási (kinetikus) energiájából nyer tolóerőt. A másik verzió pedig az – ahogy már fentebb szó volt róla –, amikor az eszköz egyszerűen csak lefelé siklik az elképesztő magasságból, és a gravitációnak, illetve az aerodinamikai vezérlésnek köszönhetően éri el ezt a gigantikus sebességet.
A légkör legfelső rétegeiben még sima az ügy, hiszen ott rendkívül ritka a levegő. Ám amikor egy ilyen hiperszonikus szerkezet süllyedni kezd, és mondjuk 10 Machos sebességgel eléri a sűrűbb légrétegeket, a levegőnek egyszerűen nincs ideje kitérni az útjából. Brutálisan összenyomódik, és közben 2000-3000 Celsius-fokra izzik fel – ez konkrétan egyes csillagok felszíni hőmérsékletének felel meg! Emiatt a repülő test elképesztően felforrósodik és könnyen elhamvadhatna. Egyébként pontosan ugyanezen jelenség miatt nem érik el a Föld felszínét a meteoritok sem, vagy ha igen, hát csak a rendkívül apró törmelékeik érnek le.
Annak érdekében, hogy a hiperszonikus eszközök ne égjenek el és ne robbanjanak fel idő előtt, speciális kompozit anyagokból, csúcstechnológiás kerámiákból és olyan ötvözetekből gyártják őket, amelyek képesek elviselni ezt a valóságos poklot.
Ezen a ponton persze felmerülhet benned a kérdés: mégis mi szükség van olyan eszközökre, amelyek ekkora sebességgel száguldanak? Nos, a polgári, civil szférában egyszerűen nem érik meg a pénzt, mert csillagászati összegekbe kerülne az üzemeltetésük. De a hadiparban…
