co se stane, když něco rozbije zvukovou bariéru?
Duben 2001
14.října 1946 bylo z velkého B-29 vypuštěno malé, téměř raketové letadlo nazvané Bell X-1. Kapitán Chuck Yeager vypálil Motor X-1 a byl zrychlen kolem zvukové bariéry a stal se prvním mužem, který cestoval rychleji než rychlost zvuku. Rychlost, při které zvuk cestuje, je známá jako zvuková bariéra. Rychlost zvukové vlny se ve skutečnosti mění s teplotou a hustotou vzduchu a zvyšuje se o 0.,6 m / s pro každé zvýšení stupně Celsia. Při 68 ° F je rychlost zvuku asi 343 m/s nebo 767 mph na hladině moře. Přesně proč se tato rychlost nazývá zvuková bariéra?
Letadlo vydává zvuk, který vyzařuje z roviny ve všech směrech. Vlny šířící se před letadlem se přeplňují pohybem letadla. Jak se letadlo blíží rychlosti zvuku, zvukové tlakové „vlny“ se hromadí na sobě a stlačují vzduch. Vzduch před letadlem působí na letadlo silou, která brání jeho pohybu., Jak se letadlo blíží rychlosti zvuku, blíží se k této neviditelné tlakové bariéře nastavené zvukovými vlnami těsně před rovinou. Stlačený vzduch před letadlem působí v letadle mnohem větší než obvykle. V tomto bodě dochází k výraznému zvýšení aerodynamického odporu v rovině, a proto pojem prolomení „zvukové bariéry“.“Když letadlo překročí rychlost zvuku, říká se, že je nadzvukové. Často jsou nadzvukové rychlosti označovány jako machové číslo. Číslo Mach je rychlost objektu dělená rychlostí zvuku., Mach 3 tedy znamená trojnásobek rychlosti zvuku.
Představte si, že loď cestuje přes vodu. Loď tlačí vodu a vlna hřeben vyjde z přídě lodi a šíří se přes jezero. Tato kuželová příďová vlna viditelná na hladině vody, nazývaná vlnová fronta, je podobná zvukovému boomu letadla. Když letadlo letí nadzvukovou rychlostí, zvukový tlak tvoří kužel, jehož vrchol je u nosu letadla. Zvažte nadzvukové letadlo, které letí směrem k vám, zatímco se na něj díváte ze země., Zpočátku neslyšíte nic, protože letadlo se pohybuje rychleji než samotný zvuk, ale když kužel akustického tlaku dorazí k uchu, uslyšíte boom. Předmět letí vzduchem způsobuje zvukové vlny energie (vzduchu) hromadit podél kuželové line (jako luk vlna loď) s názvem vlna-přední. Jak se tyto vlny hromadí, Existuje velmi velký tlakový rozdíl napříč vlnovou frontou, která se nazývá rázová vlna. Vzhledem k tomu, že tato vlnová fronta prochází jednotlivcem, náhlý tlakový rozdíl nebo změna tlaku vytváří „zvukový boom“, který slyšíme.,
cokoli překračující rychlost zvuku vytváří „zvukový boom“, nejen letadla. Tento efekt může vytvořit letadlo, kulka nebo špička bullwhipu; všichni produkují trhlinu. Tato změna tlaku vytvořená sonickým boomem může být docela škodlivá. V případě letadel bylo známo, že rázové vlny rozbijí okna v budovách. Rázové vlny mají aplikace mimo letectví. Ledviny a žlučové kameny jsou rozděleny technikou zvanou mimotělní litotrypse rázovou vlnou. Tato technika používá vlny, které jsou mimo náš normální rozsah sluchu, ale přesto jsou stále vlny., Rázová vlna je produkována mimo tělo a zaostřena reflektorem tak, aby se sbíhala na kamenech. Stres vytvořený rázovými vlnami způsobuje, že kameny jsou rozděleny na malé kousky, které pak mohou být odstraněny.