mi történik, ha valami megtöri a hanghatárt?
2001. április
1946.október 14-én a Bell X-1 nevű kis, majdnem rakéta típusú repülőgépet egy nagy B-29-ről dobták le. Chuck Yeager kapitány elsütötte az X-1-es motort, és a hangsebességnél gyorsabban haladt át a hangsorompón. A sebesség, amellyel a hang utazik ismert, mint a hang akadály. A hanghullám sebessége a hőmérséklettől és a levegő sűrűségétől függ, ami körülbelül 0-ra nő.,6 m / s minden Celsius fokos hőmérséklet-emelkedéshez. 68° F-on a hangsebesség körülbelül 343 m/s vagy 767 mph a tengerszint felett. Pontosan miért hívják ezt a sebességet hanggátnak?
egy sík olyan hangot ad ki, amely minden irányban sugárzik a síkból. A sík előtt terjedő hullámok a sík mozgása miatt zsúfolódnak össze. Ahogy a sík megközelíti a hangsebességet, a “hullámok” hangnyomás egymásra halmozódik, összenyomva a levegőt. A repülőgép előtti levegő erőt fejt ki a síkon, amely akadályozza a mozgását., Ahogy a sík megközelíti a hangsebességet, megközelíti ezt a láthatatlan nyomásgátat, amelyet a hanghullámok közvetlenül a sík előtt állítanak fel. A sík előtti sűrített levegő a szokásosnál sokkal nagyobb erőt fejt ki a síkon. Ezen a ponton észrevehető az aerodinamikai húzás a síkon, ezért a “hanggáton” való áttörés fogalma.”Amikor egy sík meghaladja a hangsebességet, azt mondják, hogy szuperszonikus. Gyakran a szuperszonikus sebességeket Mach-szám szerint említik. A Mach szám az objektum sebessége, amelyet a hangsebesség oszt meg., Így a Mach 3 a hangsebesség háromszorosát jelenti.
képzelj el egy hajót, amely a vízen halad. A hajó kitolja a vizet, majd a hajó orrából egy hullámcsík távozik, amely átterjed a tóra. Ez a víz felszínén látható kúpos íj-hullám, amelyet hullámfrontnak neveznek, hasonló a repülőgép hangrobbanásához. Amikor egy repülőgép szuperszonikus sebességgel repül, a hangnyomás olyan kúpot képez, amelynek csúcsa a sík orrában van. Vegyünk egy szuperszonikus repülőgép repül feléd, miközben felnézel rá a földről., Kezdetben semmit sem hall, mert a sík gyorsabban mozog, mint maga a hang, de amikor a hangnyomás kúp megérkezik a füléhez, egy fellendülést Hall. A levegőn áthaladó tárgy a hanghullámok energiáját (levegőt) egy kúpos vonal mentén (mint egy hajó íj hulláma), hullámfrontnak nevezik. Ahogy ezek a hullámok felhalmozódnak, nagyon nagy nyomáskülönbség van a hullám-front mentén, amelyet lökéshullámnak neveznek. Mivel ez a hullámfront áthalad az egyénen, a hirtelen nyomáskülönbség vagy a nyomásváltozás létrehozza a “sonic boom” – ot, amelyet hallunk.,
bármi, ami meghaladja a hangsebességet, “sonic boomot” hoz létre, nem csak repülőgépeket. Egy repülőgép, egy golyó vagy egy bullwhip csúcsa létrehozhatja ezt a hatást; mindannyian repedést termelnek. Ez a nyomásváltozás, amelyet a sonic boom hoz létre, nagyon káros lehet. A repülőgépek esetében ismert, hogy a lökéshullámok betörik az épületeket. A lökéshullámoknak a repülésen kívül vannak alkalmazásai. A vese és az epekövek egy extrakorporális lökéshullám-lithotripsy nevű technikával szakadnak meg. Ez a technika olyan hullámokat használ, amelyek kívül esnek a normál hallástartományunkon, de mégis hullámok., A testen kívül lökéshullám keletkezik, amelyet egy reflektor fókuszál úgy, hogy a kövekre konvergáljon. A lökéshullámok által okozott stressz miatt a kövek apró darabokra törnek, amelyeket ezután el lehet távolítani.