Einige Menschen sind von Geschwindigkeit besessen, während andere ein ruhigeres Tempo bevorzugen. Es ist jedoch nicht zu leugnen, dass schnelleres Reisen Zeit spart und dass wir in weiten Teilen der Menschheitsgeschichte an Möglichkeiten gearbeitet haben, schneller zu werden.

Es war ein amerikanischer Militärpilot Chuck Yeager der es zuerst geschafft hat, schneller als die Schallgeschwindigkeit 343 m / s zu fahren und die Schallmauer zu durchbrechen.

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Yeager und diejenigen, die vor ihm mit der Beschleunigung von Objekten gearbeitet haben, haben festgestellt, dass ein Objekt, wenn es sich gleich oder schneller als die Schallgeschwindigkeit bewegt, eine Stoßwelle erzeugt, die üblicherweise als Sonic Boom bezeichnet wird und ein donnerähnliches Geräusch sein kannfür einige Entfernung gehört.

Wie wird Sonic Boom erzeugt?

Wenn ein Flugzeug durch die Luft fliegt, werden Moleküle mit großer Kraft beiseite geschoben, und dies bildet eine Stoßwelle, wie ein Boot im Wasser eine Spur erzeugt. Je größer und schwerer das Flugzeug ist, desto mehr Luft verdrängt es.

Die vor dem Flugzeug erzeugten Wellen werden komprimiert, wenn sich das Flugzeug schneller bewegt.

Je schneller sich das Flugzeug bewegt, desto näher kommen diese Wellen. Solange die Geschwindigkeit des Objekts die Schallgeschwindigkeit von 340,29 m / s nicht überschreitet, kollidieren die Wellen nicht miteinander.

Wenn sich das Objekt jedoch schneller als mit Schallgeschwindigkeit bewegt, können sich die erzeugten Stoßwellen nicht schnell genug voneinander entfernen und miteinander kollidieren. Das heißt, das Objekt, das die Welle aussendet, bewegt sich schneller als die Wellen selbst.

Die Stoßwelle bildet einen „Kegel“ aus unter Druck stehenden oder aufgebauten Luftmolekülen, die sich in alle Richtungen nach außen und hinten bewegen und sich bis zum Boden erstrecken. Wenn sich dieser Kegel entlang der Flugbahn über die Landschaft ausbreitet, entsteht erein kontinuierlicher Schallknall über die gesamte Breite der Kegelbasis. Die scharfe Druckentlastung nach dem Aufbau durch die Stoßwelle ist als Schallknall zu hören.

Laut NASA Ein Überschallknall tritt auf, wenn die Luft wie eine Flüssigkeit auf Überschallobjekte reagiert und die Kraft, die von Objekten erzeugt wird, die Luftmoleküle beiseite schieben, während sie sich durch die Luft bewegen und eine Stoßwelle bilden, die wie ein Boot ist, das das Wasser bricht.

Die Ausleger können so lange fortgesetzt werden, wie sich das Objekt mit Überschallgeschwindigkeit bewegt.

Wenn der Beobachter schneidet sich mit der konischen Region, sie erleben den Boom. Für die Person im Flugzeug scheint das Geräusch hinter dem Flugzeug zu kommen, da das hörbare Geräusch viele Sekunden zuvor vom Flugzeug abgegeben wurde. Das Flugzeug fliegt vorausvon seinem Klang.

Es gibt auch eine Druckschwankung zwischen Nase und Heck des Flugzeugs. Dies bedeutet, dass a Alle Flugzeuge erzeugen zwei Kegel, einen an der Nase und einen am Heck. Sie haben normalerweise eine ähnliche Stärke. Das Zeitintervall zwischen dem Erreichen des Bodens durch jeden der beiden Kegel hängt weitgehend von der Größe des Flugzeugs und seiner Höhe ab.

Ein großes Flugzeug oder ein Flugzeug, das in großer Höhe fliegt, kann zwei Überschallknalle erzeugen. Zum Beispiel Viele Schallknalle, die bei NASA-Forschungsflügen oder Space Shuttles erzeugt wurden, werden als "Doppel" -Booms bezeichnet. Dies ist das Ergebnis der Erzeugung von zwei separaten Kegeln an der Nase und am Heck des Flugzeugs.

Der Ausleger wird kontinuierlich erzeugt, solange das Flugzeug Überschall ist. Ein schmaler Pfad am Boden wird entlang des Flugwegs des Flugzeugs erzeugt, bekannt als „ Auslegerteppich . ”

Wie groß kann ein Sonic Boom sein?

Die Intensität eines Schallarms hängt von der Größe und dem Gewicht des Flugzeugs ab. Die Intensität des Schallarms hängt von der Länge des Flugzeugs und seiner Querschnittsfläche ab, während seine Form von den lokalen Luftturbulenzen in Bodennähe abhängt.

Die Richtung, in die sich der Schallknall bewegt, und die Stärke der Stoßwellen, die durch die Kompression von Schallwellen erzeugt werden, werden von Wind, Geschwindigkeit, Richtung sowie Lufttemperatur und -druck beeinflusst.

Kann es Schäden verursachen?

Die Intensität des Auslegers kann in Pfund pro Quadratfuß psf Luftdruck gemessen werden. Dies ist die Druckmenge, die gegenüber dem normalen Druck um uns herum erhöht wird 2.116 psf / 14,7 psi.

Und bei der Messung eines Überdrucks von einem Pfund sind keine Schäden an Strukturen zu erwarten. Überschallflugzeuge, die in normaler Betriebshöhe fliegen, haben einen Überdruck von 1 bis 2 psf.

Die Ausleger großer Überschallflugzeuge können laut sein, was sicherlich die Aufmerksamkeit der Menschen auf sich zieht. Besonders starke Ausleger können auch geringfügige Schäden an den Gebäudestrukturen verursachen.

Die meisten Gebäude in gutem Zustand halten im Allgemeinen Stoßwellen bis zu 11 psf ohne Schaden zu verursachen. Bei einer Stoßwelle von weniger als zwei psf besteht jedoch nur eine geringe Wahrscheinlichkeit, dass historische Strukturen und Gebäude beeinträchtigt werden, die strukturell nicht einwandfrei sind.

Wenn der Überdruck zunimmt, erhöht sich natürlich die Wahrscheinlichkeit von Bauschäden.

Zukunft der Überschallflüge

Das Ärgernis des Überschallknalls wird als Problem für die Zukunft von Überschallflügen angesehen. Um die mit einem Überschallknall verbundenen Probleme abzumildern, finden umfangreiche Forschungsarbeiten statt. Die NASA hat sogar eine unterzeichnet. Vertrag mit Lockheed Martin Aeronautics Company zum Testen eines Flugzeugs, das mit einem leisen Schallknall fliegen kann.

Die NASA sagt, dass das Flugzeug mit hohen Geschwindigkeiten von ungefähr 940 Meilen pro Stunde fliegen wird und anstelle des lauten Claos von einem Schallknall wird das erzeugte Geräusch dem einer sich schließenden Autotür ähnlich sein, etwa 75 PLdB, was nicht der Fall sein wirdfür die meisten Menschen auffällig.

Dies könnte Überschallflüge über besiedelte Gebiete ermöglichen, ohne die Menschen zu stören. Das Flugzeug, das Lockheed Martin X-59 QueSST Quiet SuperSonic Technology ist Teil von NASA ' s Niedrig- Ausleger Flugdemonstrator-Programm. Die Auslieferung der X-59 ist für Ende 2021 geplant. Testflüge sind geplant. ab 2022. Das Flugzeug wird voraussichtlich umkreuzen Mach 1,42 1.510 km / h und 16.800 m 55.000 ft .