Hvad sker der, når noget bryder lydbarrieren?
April 2001
den 14.oktober 1946 blev et lille, næsten raketformet fly kaldet Bell 1-1 droppet fra en stor B-29. Capt. Chuck Yeager fyrede engine-1-motoren og blev accelereret forbi lydbarrieren og blev den første mand, der rejste hurtigere end lydens hastighed. Den hastighed, hvormed lyden bevæger sig, er kendt som lydbarrieren. Hastigheden af en lydbølge faktisk varierer med temperatur og lufttæthed, stigende omkring 0.,6 m / s for hver Celsius grad temperaturstigning. Ved 68 F F lydens hastighed er omkring 343 m / s eller 767 mph på havets overflade. Præcis hvorfor kaldes denne hastighed lydbarrieren?
et plan producerer lyd, der udstråler ud fra flyet i alle retninger. Bølgerne, der formerer sig foran flyet, bliver overfyldt sammen af flyets bevægelse. Når flyet nærmer sig lydens hastighed, hober lydtrykket “bølger” sig op på hinanden, der komprimerer luften. Luften foran flyet udøver en kraft på flyet, der hindrer dens bevægelse., Når flyet nærmer sig lydens hastighed, nærmer det sig denne usynlige trykbarriere, der er oprettet af lydbølgerne lige foran flyet. Trykluften foran flyet udøver en meget større end sædvanlig kraft på flyet. Der er en mærkbar stigning i det aerodynamiske træk på flyet på dette tidspunkt, og dermed forestillingen om at bryde igennem “lydbarrieren.”Når et fly overstiger lydens hastighed, siges det at være supersonisk. Ofte henvises til supersoniske hastigheder i form af et Mach-nummer. Mach-nummeret er objektets hastighed divideret med lydens hastighed., Således Mach 3 betyder tre gange lydens hastighed.
Forestil dig en båd, der rejser gennem vandet. Båden skubber vandet, og en bølgekam går ud fra bådens bue og spreder sig over søen. Denne koniske buebølge, der er synlig på overfladen af vand, kaldet en bølgefront, ligner et flys soniske boom. Når et fly flyver ved supersoniske hastigheder lydtrykket danner en kegle, hvis toppunkt er på næsen af flyet. Overvej et supersonisk fly, der flyver mod dig, mens du kigger op på det fra jorden., I første omgang hører du intet, fordi flyet bevæger sig hurtigere end selve lyden, men når lydtrykskeglen kommer til øret, hører du en boom. Et objekt, der rejser gennem luften, får lydbølgeenergi (luft) til at hober sig op langs en konisk linje (som en båds buebølge) kaldet en bølgefront. Når disse bølger hober sig op, findes der en meget stor trykforskel på tværs af bølgefronten, som kaldes en chokbølge. Når denne bølgefront passerer et individ, skaber den pludselige trykforskel eller ændring i tryk den “soniske boom”, som vi hører.,
alt, der overstiger lydens hastighed, skaber en “sonisk boom”, ikke kun fly. Et fly, en kugle eller spidsen af en Bull .hip kan skabe denne effekt; de producerer alle en revne. Denne trykændring skabt af sonic boom kan være ret skadelig. I tilfælde af fly har stødbølger været kendt for at bryde vinduer i bygninger. Stødbølger har applikationer uden for luftfart. Nyre og galdesten er brudt op med en teknik kaldet ekstrakorporeal chokbølge lithotripsy. Denne teknik bruger bølger, der ligger uden for vores normale høreområde, men alligevel stadig er bølger., En stødbølge produceres uden for kroppen og fokuseres af en reflektor, så den konvergerer på stenene. Den stress, der skabes af chokbølgerne, får stenene til at blive brudt i små stykker, som derefter kan fjernes.