Collecties

Hoe werkt het verbazingwekkende Sonic Boom-fenomeen eigenlijk?

Hoe werkt het verbazingwekkende Sonic Boom-fenomeen eigenlijk?

Mensen zijn al eeuwen geobsedeerd door snelheid. Ze vinden manieren om sneller te reizen, wat heeft geleid tot veel uitvindingen die we tegenwoordig zien, waaronder het hogesnelheidsvliegtuig.

Het was deze fascinatie voor snelheid voor mensen die een Amerikaanse militaire piloot, Chuck Yeager, ertoe aanzette om een ​​snelheidstest uit te voeren met een vliegtuig waarin hij 428 m / s wist af te leggen, waarbij hij voor het eerst de geluidsbarrière doorbrak en sneller reed dan de geluidssnelheid .

ZIE OOK: 7 van de dodelijkste straaljagers die nog in actieve dienst zijn

Wanneer een object even of sneller reist dan de geluidssnelheid, produceert het een schokgolf genaamd Sonic Boom die door de mensen op de grond kan worden gehoord als donder of een grote klap.

Wanneer een vliegtuig door de lucht reist, produceert het geluidsgolven. De geluidsgolven die voor de lucht worden geproduceerd, worden gecomprimeerd terwijl het vliegtuig sneller beweegt.

Hoe sneller het vliegtuig beweegt, hoe dichter deze golven komen. Zolang de snelheid van het object de geluidssnelheid van 340,29 m / s niet overschrijdt, zullen de golven niet met elkaar in botsing komen.

Maar wanneer het object sneller reist dan de geluidssnelheid, kunnen de geproduceerde geluidsgolven niet van elkaar bewegen omdat de snelheid groter is dan die van geluid - en dus met elkaar in botsing komen. Dat is het object dat de golf uitzendt, reist sneller dan de golven zelf.

Dit zorgt ervoor dat de golven zichzelf forceren of combineren tot een enkele schokgolf die reist met een kritische snelheid die bekend staat als 'Mach 1' en een geschatte waarde heeft van 1.235 km / u. Er is dus een "dreun" te horen vanwege deze compressie van de geluidsgolven. Dit worden sonische dreunen genoemd.

Dit genereert een grote hoeveelheid geluidsenergie en maakt zo een geluid dat lijkt op dat van een donderslag in onze oren. Volgens NASA treedt er een sonische dreun op wanneer de lucht reageert als een vloeistof op supersonische objecten en de kracht die wordt gecreëerd door objecten die luchtmoleculen opzij duwen terwijl ze door de lucht reizen en een schokgolf vormen, die is als een boot die het water breekt.

De gieken kunnen doorgaan tot het object in supersonische snelheid beweegt. De golven worden gevormd in een conische vorm achter het object.

Wanneer de waarnemer elkaar kruist in de positie van dit conische gebied, ervaren ze de giek. Voor de persoon in het vliegtuig lijkt het geluid van achter het vliegtuig te komen, omdat het gehoorde geluid vele seconden eerder door het vliegtuig werd uitgezonden. Het vliegtuig vliegt voor op zijn geluid.

Er is ook een drukvariatie in de neus en staart van het vliegtuig. Hierdoor wordt een overdrukprofiel ervaren, vanwege zijn vorm bekend als N-golf. Een supersonisch vliegtuig kan dus ook een "dubbele giek" hebben.

De giek wordt continu gegenereerd zolang het vliegtuig supersonisch is. Een smal pad op de grond wordt gegenereerd langs de vliegbaan van het vliegtuig dat bekend staat als 'boomtapijt'.

De grootte van een sonische giek is afhankelijk van de grootte en het gewicht van het vliegtuig. De intensiteit van de sonische dreun is gebaseerd op de lengte van het vliegtuig en de dwarsdoorsnede, terwijl de vorm afhangt van de lokale luchtturbulentie nabij de grond.

De richting waarin de sonische giek beweegt en de kracht van schokgolven die worden gegenereerd door de compressie van geluidsgolven worden beïnvloed door wind, snelheid, richting en ook de luchttemperatuur en -druk.

De intensiteit van de giek kan worden gemeten in pond per vierkante voet (psf) luchtdruk. Het is de hoeveelheid druk die wordt verhoogd ten opzichte van de normale druk om ons heen (2116 psf / 14,7 psi).

En bij het meten van een overdruk van één pond, is er geen verwachte schade aan constructies. Supersonische vliegtuigen die op normale vlieghoogte vliegen, hebben overdruk gemeten van 1 tot 2 psf.

De knallen veroorzaakt door grote supersonische vliegtuigen kunnen luid zijn, wat de aandacht van mensen trekt, en dieren kunnen geïrriteerd raken door het geluid. Sterke gieken kunnen ook kleine schade aan de bouwconstructies veroorzaken.

Gebouwen in goede staat zijn bestand tegen schokgolven tot 11 psf zonder enige schade te veroorzaken. Een schokgolf van minder dan 2 psf zal echter een kleine kans hebben om historische structuren en gebouwen in slechte staat te beïnvloeden.

Als de overdruk toeneemt, neemt ook de kans op structurele schade en een sterkere reactie van het publiek toe. Tests hebben uitgewezen dat constructies die in goede staat verkeren onbeschadigd zijn door overdrukken tot 11 psf, wat betekent dat het afhangt van de conditie van de constructies of het wordt aangetast of niet.

Een sonische dreun wordt als een probleem beschouwd voor supersonische vluchten. Om de problemen die gepaard gaan met een sonische dreun te verminderen, is er veel onderzoek gaande. Onlangs heeft NASA een contract getekend met Lockheed Martin Aeronautics Company uit Palmdale voor het testen van een vliegtuig dat kan reizen met een stille sonische dreun.

Hierdoor kunnen ze de toestemming krijgen om de supersonische vluchten over het land te vliegen zonder de mensen te storen. De eerste vlucht staat gepland voor 2021.

Volgens het contract starten de werkzaamheden van 2 april tot en met 31 december 2021. Het experimentele vliegtuig staat bekend als X-plane.

NASA zegt dat het vliegtuig met hoge snelheden van ongeveer 940 mph zal reizen en in plaats van de sonische dreun zal het gegenereerde geluid alleen dat zijn van een autodeur die sluit, wat 75 (PLdB) is, wat niet merkbaar is voor de mensen .

De demonstratie heet Low Boom Flight Demonstration (LBFD) en het ontwerp heet QueSST (Quiet Supersonic Transport) vliegtuigontwerp. De LBFD-vlucht zal de bestaande General Electric F414-motor gebruiken en er zullen geen grote veranderingen zijn ten opzichte van andere supersonische vluchten.

Halverwege 2020 zal het ontwerp volgens het contract klaar zijn en zal NASA het X-vliegtuig boven de Amerikaanse steden vliegen. Ze streven ernaar om de reacties van mensen te verzamelen en gebruiken deze gegevens om de nodige veranderingen aan te brengen in de regels voor het vliegen met supersonische vluchten over het land.


Bekijk de video: 24 SLIMME BADKAMERHACKS DIE HEEL GEMAKKELIJK TE DOEN ZIJN (Oktober 2021).