Wat gebeurt er als iets de geluidsbarrière doorbreekt?April 2001
op 14 oktober 1946 werd een klein vliegtuig van het type Bell X-1 uit een grote B-29 gegooid. Kapitein Chuck Yeager vuurde de X-1-motor af en werd langs de geluidsbarrière versneld en werd de eerste man die sneller reed dan de geluidssnelheid. De snelheid waarmee geluid reist staat bekend als de geluidsbarrière. De snelheid van een geluidsgolf varieert eigenlijk met temperatuur en luchtdichtheid en neemt ongeveer 0 toe.,6 m / s voor elke Celsius graad temperatuurverhoging. Bij 68° F is de geluidssnelheid ongeveer 343 m / s of 767 mph op zeeniveau. Waarom wordt deze snelheid de geluidsbarrière genoemd?
een vlak produceert geluid dat vanuit het vlak in alle richtingen uitstraalt. De golven die zich voor het vlak voortplanten worden door de beweging van het vlak bij elkaar gedrukt. Als het vliegtuig De snelheid van het geluid nadert, stapelen de geluidsdruk “golven” zich op elkaar op om de lucht te comprimeren. De lucht voor het vliegtuig oefent een kracht uit op het vliegtuig die zijn beweging belemmert., Als het vlak De snelheid van het geluid nadert, nadert het deze onzichtbare drukbarrière die door de geluidsgolven net voor het vlak wordt opgezet. De perslucht voor het vliegtuig oefent een veel grotere kracht uit dan gebruikelijk op het vliegtuig. Er is een merkbare toename van de aerodynamische weerstand op het vlak op dit punt, vandaar de notie van het doorbreken van de “geluidsbarrière.”Wanneer een vliegtuig de geluidssnelheid overschrijdt, wordt gezegd dat het supersonisch is. Vaak wordt naar supersonische snelheden verwezen in termen van een Mach-getal. Het Mach-getal is de snelheid van het object gedeeld door de snelheid van het geluid., Mach 3 betekent dus drie keer de snelheid van het geluid.
stel je een boot voor die door het water reist. De boot duwt het water en een golfkam gaat uit van de boeg van de boot en verspreidt zich over het meer. Deze conische booggolf die zichtbaar is op het wateroppervlak, een golffront genaamd, lijkt op de sonische boom van een vliegtuig. Wanneer een vliegtuig met supersonische snelheden vliegt, vormt de geluidsdruk een kegel waarvan de top zich aan de neus van het vliegtuig bevindt. Overweeg een supersonische vliegtuig dat naar je toe vliegt terwijl je er vanaf de grond naar opkijkt., Aanvankelijk hoor je niets omdat het vliegtuig sneller beweegt dan het geluid zelf, maar wanneer de geluidsdrukconus bij je oor aankomt hoor je een giek. Een object dat door de lucht reist zorgt ervoor dat geluidsgolfenergie (lucht) zich opstapelt langs een conische lijn (zoals de boeggolf van een boot) die een golfvoorkant wordt genoemd. Terwijl deze golven zich opstapelen, bestaat er een zeer groot drukverschil over het golffront, dat een schokgolf wordt genoemd. Als dit golffront een individu passeert, creëert het plotselinge drukverschil of drukverandering de “sonische boom” die we horen.,
alles wat de geluidssnelheid overschrijdt, creëert een “sonische boom”, niet alleen vliegtuigen. Een vliegtuig, een kogel of het puntje van een zweep kan dit effect creëren; ze produceren allemaal een scheur. Deze drukverandering veroorzaakt door de sonische boom kan behoorlijk schadelijk zijn. In het geval van vliegtuigen, schokgolven zijn bekend dat ramen breken in gebouwen. Schokgolven hebben toepassingen buiten de luchtvaart. Nier-en galstenen worden gebroken met een techniek genaamd extracorporale schokgolf lithotripsie. Deze techniek maakt gebruik van golven die buiten ons normale gehoorbereik liggen, maar toch nog steeds golven zijn., Een schokgolf wordt geproduceerd buiten het lichaam en gefocust door een reflector, zodat het convergeert op de stenen. De stress die door de schokgolven wordt veroorzaakt, zorgt ervoor dat de stenen worden gebroken in kleine stukjes die vervolgens kunnen worden geëlimineerd.