• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    The Skinny on Sonic Booms
    Yves Rossy flyger sin jetdrivna bevingade kostym över Alperna 2008. Om Rossy teoretiskt klarade ljudets hastighet, han skulle vara föremål som är ansvarig för att orsaka soniska bommar. FABRICE COFFRINI/AFP/Getty Images

    Ljudspärren fick sitt namn och sitt rykte genom att bryta isär flygplan och kasta dem på marken. Det verkade som om du kunde flyga ända upp till ljudets hastighet, men om du sprang förbi det (vilket tenderade att hända när du dykade nedåt), du önskade att du inte hade. Den populära uppfattningen att träffa ljudbarriären liknade en fågel som träffade ett bildfönster.

    Men människor är envisa, och de ville veta vad som var på andra sidan.

    "Folk visste att det kunde göras - varje kula går överljud, säger Steve Robinson, som levde på att studera turbulens innan han gick med i astronautkåren, där han nu gör turbulens för sitt liv. "Det var därför det första supersoniska flygplanet formades som en 50-kaliber kula."

    Naturligtvis, flygplan bröt snart ljudspärren, och den medföljande soniska bommen krossade fönster.

    Så vad är denna ökända soniska boom, om inte bildfönstret i himlen krossas?

    Det är en trängsel av traumatiserade luftmolekyler, faktiskt.

    När ett plan flyger långsammare än ljudets hastighet (vilket är 750 mph/1, 207 km/h vid havsnivå och 660 mph/1, 062 km/h vid 9,7 kilometer över havet, där luften är kallare), luftmolekylerna hinner dela sig och flyta smidigt runt den. Men, som ostmolekyler eller vattenmolekyler, luftmolekyler kan bara röra sig så snabbt. De har en inbyggd hastighetsbegränsning. Och eftersom ljud är en störning som går från molekyl till molekyl, som fallande dominoer, luftmolekylernas hastighet begränsar ljudets hastighet.

    Så när ett flygplan går snabbare än hastigheten på luft/ljud, den slutar skära luften som en kniv och börjar trycka på den som en plog, skjuta en fettpropp av kaotiska molekyler före den. Som med en explosion, denna förolämpning mot molekylerna genererar en chockvåg som krusar utåt i en sfär. När den chockvågen, färdas med ljudets hastighet, når ditt öra, det låter som "BOOM".

    Men trots vad många tror, att "boom" inte är en engångshändelse.

    Myten om den soniska "bom"

    Att kalla det en "boom" är vilseledande. Nej, du studsar inte av ljudspärren, och nej, du gör ingen högkonjunktur när du bryter igenom den.

    "Folk tänker när du går igenom ljudspärren, det låter detta ljud en gång, "säger Robinson." Det är fel. Du drar med dig den här bommen vart du än går. "

    Det stämmer:Om folk stod axel vid axel från Kalifornien till New York, och Supersonic Transport Concorde flög över deras huvuden, varenda person skulle höra en sonisk högkonjunktur. Det är egentligen mer en "sonisk bälg". Det hörande faktum är att dock, att varje person bara hör en bom när chockvågen når hans öron. Väl, kanske hör han två bommar.

    "I verkligheten, stötar genereras från alla möjliga ytor, inte bara flygplanets näsa, "säger NASA -bomspecialisten Kevin Shepherd." Men ofta, de stora sväljer upp de små, och du hamnar med en som verkar vara från näsan, och en som verkar vara från svansen. "

    Väl, sanning ska sägas, du hör nog inga bommar.

    Eftersom jordbundna spoil-sport inte gillade bullret mer än att de tyckte om att ha fönstren krossade, alla utom militären är nu förbjudna att blomstra över land. Robinson och de andra astronauterna flyger lugnt sina träningsstrålar tills de är ute över Mexikanska golfen.

    Olyckor händer, Säger Shepherd. Eftersom ljudets hastighet (och därmed ljudspärren) varierar med lufttemperaturen, och eftersom piloter aldrig hör sitt eget "soniska bälge, "piloter kan vara okunniga om sitt brott tills de får räkningen för fönstren.

    Att bryta ljudbarriären är inte billigt, det är därför flygplan avstår. Som du kanske vet av daglig erfarenhet, det tar mycket mer energi att pressa näven genom ost än att skiva den med en kniv. Sittplatserna på Concorde är dyra eftersom det krävs mycket flygbränsle för att plöja ost ända till Paris.

    Så varför bry sig om att gå överljud? Det är en kort tystnad från Robinsons slut på telefonen, som om han beundrar frågans naivitet.

    "Du går snabbare, " han säger.

    Mycket mer information

    relaterade artiklar

    • Vad händer om du reser snabbare än ljusets hastighet?
    • Vad orsakar en sonisk boom?
    • Hur akustisk levitation fungerar
    • Vad är framtiden för supersonisk flygning?
    • Hur Concordes fungerar
    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com