Mitä tapahtuu, kun jokin rikkoo äänivallin?
huhtikuuta 2001
14.lokakuuta 1946 pieni, lähes rakettityyppinen kone nimeltä Bell X-1 pudotettiin suuresta B-29: stä. Ylikomisario Chuck Yeager laukaisi X-1-Moottorin ja kiihdytti äänivallin ohi tullen ensimmäisenä äänennopeutta nopeammaksi mieheksi. Äänen kulkunopeus tunnetaan äänivallina. Ääniaallon nopeus vaihtelee todellisuudessa lämpötilan ja ilman tiheyden mukaan, ja se kasvaa noin 0.,6 m/s jokaista asteen lämpötilan nousua kohti. 68 ° F: ssa äänen nopeus on noin 343 m/S tai 767 mph merenpinnan tasolla. Miksi tätä nopeutta kutsutaan äänivalliksi?
kone tuottaa ääntä, joka säteilee ulos koneesta kaikkiin suuntiin. Aallot lisäys-tason edessä tungosta yhdessä liikkeen tasossa. Kun kone lähestyy äänen nopeutta, äänenpaine ”aallot” kasaantuvat toisiinsa tiivistäen ilmaa. Koneen edessä oleva ilma kohdistaa koneeseen voiman, joka estää sen liikkeen., Kun kone lähestyy äänen nopeus, se lähestyy tätä näkymätön paine este perustettu ääniaallot juuri ennen koneeseen. Koneen edessä oleva paineilma aiheuttaa koneeseen tavallista suuremman voiman. Tässä vaiheessa aerodynaaminen vedä lentokoneessa on huomattava kasvu, joten käsite murtautuminen ” äänivallin.”Kun lentokone ylittää äänen nopeuden, sen sanotaan olevan yliääninen. Usein yliääninopeuksiin viitataan Mach-luvulla. Mach-luku on kappaleen nopeus jaettuna äänen nopeudella., Mach 3 tarkoittaa siis kolminkertainen äänennopeus.
Kuvittele veden läpi kulkeva Vene. Vene työntää vettä ja veneen keulasta lähtee aallonharja, joka leviää järven poikki. Tämä veden pinnalla näkyvä kartiomainen keula-aalto, jota kutsutaan aaltorintamaksi, muistuttaa lentokoneen äänipuomia. Kun lentokone lentää yliääninopeudella, äänenpaine muodostaa kartion, jonka huippupiste on koneen nokassa. Harkitse nopeammat lentokoneet lentävät kohti sinua, kun katsot sitä maasta., Aluksi, et kuule mitään, koska kone liikkuu nopeammin kuin äänen itse, mutta kun äänenpaine kartio saapuu korvaan kuulet puomi. Objektin kautta kulkeviin ilma aiheuttaa ääniaallon energia (ilma) kasaantuvat pitkin kartiomainen line (kuten keula-aallon vene) kutsutaan aallon edessä. Näiden aaltojen kasaantuessa aaltorintamalla on hyvin suuri paine-ero, jota kutsutaan iskuaalloksi. Koska tämä aalto-etu kulkee yksilön, äkillinen paine-eron tai paineen muutos luo ”sonic boom”, että emme kuule.,
mikä tahansa äänen nopeuden ylittävä luo ”sonic Boomin”, ei vain lentokoneita. Lentokone, luoti tai härkäpavun kärki voi luoda tämän vaikutuksen; ne kaikki tuottavat halkeaman. Tämä paine muutos luoma sonic boom voi olla melko vahingollista. Lentokoneiden kohdalla shokkiaaltojen on tiedetty rikkovan rakennusten ikkunoita. Shokkiaalloilla on sovelluksia ilmailun ulkopuolella. Munuais-ja sappikivet hajoavat extracorporeal shock-wave lithotripsy-nimisellä tekniikalla. Tämä tekniikka käyttää aaltoja, jotka ovat normaalin kuuloalueen ulkopuolella, mutta ovat silti aaltoja., Paineaalto tuotetaan kehon ulkopuolella ja keskittynyt heijastin niin, että se suppenee kiviä. Shokkiaaltojen aiheuttama stressi saa kivet hajoamaan pieniksi palasiksi,jotka voidaan sitten poistaa.