אוספים

איך בעצם פועלת תופעת הבום הסוניק המדהימה?

איך בעצם פועלת תופעת הבום הסוניק המדהימה?

בני אדם היו אובססיביים למהירות במשך שנים. הם מגלים דרכים לנסוע מהר יותר שהובילו להמצאות רבות שאנו רואים כיום, כולל המטוסים המהירים.

הקסם הזה למהירות לבני אדם הוא שהביא את הטייס הצבאי האמריקני, צ'אק ייגר, לבדיקת מהירות מטוס בו הצליח לנסוע 428 מ 'לשנייה, לשבור את מחסום הקול בפעם הראשונה ולנסוע מהר יותר ממהירות הקול. .

ראה גם: 7 מטוסי הקרב הקטלניים ביותר שעדיין בשירות פעיל

כאשר אובייקט נע שווה למהירות הקול או מהיר יותר, הוא מייצר גל הלם הנקרא Sonic Boom אשר ניתן לשמוע כרעם או כמעשה גדולה על ידי האנשים על הקרקע.

כאשר מטוס נוסע באוויר, הוא מייצר גלי קול. גלי הקול המופקים מול האוויר נדחסים ככל שהמטוס נע מהר יותר.

ככל שהמטוס נע מהר יותר, כך הגלים האלה מתקרבים יותר. כל עוד מהירות האובייקט אינה חוצה את מהירות הצליל שהיא 340.29m / s, הגלים לא יתנגשו זה בזה.

אך כאשר האובייקט נע מהר יותר ממהירות הצליל, גלי הקול המופקים אינם יכולים לנוע זה מזה מכיוון שהמהירות היא מעבר לזו של הצליל - וכך מתנגשים זה בזה. זהו האובייקט הפולט את הגל נע מהר יותר מהגלים עצמם.

זה גורם לגלים לאלץ את עצמם או להתאגד לגל זעזוע יחיד הנע במהירות קריטית המכונה 'מאך 1' ובעל ערך משוער של 1,235 קמ"ש. אז "בום" נשמע בגלל דחיסה זו של גלי הקול. אלה נקראים בומים קוליים.

זה מייצר כמות רבה של אנרגיית קול ובכך משמיע צליל דומה לזה של רעם באוזניים. על פי נאס"א, תנופה קולית מתרחשת כאשר האוויר מגיב כמו נוזל לאובייקטים על-קוליים והכוח שנוצר על ידי אובייקטים שדוחפים הצידה מולקולות אוויר בזמן שהם עוברים באוויר ויוצרים גל הלם, שהוא כמו סירה ששוברת את המים.

הבומים יכולים להמשיך עד שהאובייקט נע במהירות קולית. הגלים נוצרים בצורה חרוטית מאחורי האובייקט.

כאשר המתבונן מצטלב בעמדת האזור החרוטי הזה, הוא זוכה לחוות את הבום. לאדם שנמצא בתוך המטוס נראה שהצליל מגיע מאחורי המטוס מכיוון שהצליל שנשמע נפלט על ידי המטוס שניות קודם לכן. המטוס טס לפני קולו.

קיימת גם שונות בלחץ באף ובזנב המטוס. פרופיל לחץ יתר מנוסה בשל כך, המכונה גל N בגלל צורתו. לכן, למטוס קולי יכול להיות גם "בום כפול".

הבום נוצר ברציפות כל עוד המטוס קולי. שביל צר על הקרקע נוצר לאורך נתיב הטיסה של המטוס המכונה "שטיח בום".

גודלו של בום קולי תלוי בגודל ומשקל המטוס. עוצמת הבום הקולית מבוססת על אורך המטוס ועל שטח החתך שלו, ואילו צורתו תלויה בסערת האוויר המקומית ליד הקרקע.

הכיוון אליו נע בום הקול ועוצמת גלי ההלם הנוצרים על ידי דחיסת גלי קול מושפעים מרוח, מהירות, כיוון וגם מטמפרטורת האוויר ולחץ.

ניתן למדוד את עוצמת הבום בלירות למטר מרובע (psf) של לחץ אוויר. כמות הלחץ היא שמוגברת מהלחץ הרגיל סביבנו (2,116 psf / 14.7 psi).

ובמדידת לחץ יתר של קילו אחד, אין נזק צפוי למבנים כלשהם. במטוסים קולי שטסים בגובה הפעלה רגיל יש לחץ יתר שנמדד בין 1 ל -2 psf.

הבומים הנגרמים עקב מטוסים על קוליים גדולים יכולים להיות חזקים אשר מושכים את תשומת ליבם של אנשים, ובעלי חיים יכולים להיות מוטרדים מהצליל שלהם. בומים חזקים עלולים גם לגרום נזק קל למבני הבניין.

מבנים במצב טוב יכולים לעמוד בגלי זעזועים עד 11 נ"פ מבלי לגרום נזק. עם זאת, לזעזוע של פחות משני נ"ז יהיה סיכוי קל להשפיע על מבנים היסטוריים ועל אותם מבנים במצב רע.

אם לחץ יתר עולה, הסיכוי לנזק מבני ותגובה ציבורית חזקה יותר גדל גם הוא. בדיקות הראו כי מבנים במצב טוב לא נפגעו מלחצי יתר של עד 11 נ"ז, כלומר זה תלוי במצב מבני הבניין אם הוא נפגע או לא.

תנופה קולית נחשבת כבעיה לטיסות על קוליות. כדי למתן את הבעיות הקשורות לתנופה קולית, מתרחש מחקר משמעותי. לאחרונה חתמה נאס"א על ​​חוזה עם חברת לוקאיד מרטין אירונאוטיקס מפאלמדייל לבדיקת מטוס שיכול לנסוע עם תנופה קולית שקטה.

זה יכול לתת להם את ההיתר להטיס את הטיסות העל-קוליות מעל היבשה מבלי לגרום להפרעה לאנשים. הטיסה הראשונה אמורה להיות בשנת 2021.

על פי החוזה, העבודות יחלו החל מה -2 באפריל ועד ה- 31 בדצמבר 2021. מטוס הניסוי מכונה מטוס אקס.

נאס"א אומרת כי המטוס ייסע במהירות גבוהה של כ- 940 קמ"ש ובמקום הבום הקולי, הצליל שנוצר יהיה רק ​​של סגירת דלת מכונית שהיא 75 (PLdB), שלא תורגש לאנשים. .

ההפגנה נקראת Low Boom Flight Demonstration (LBFD) והעיצוב נקרא בשם תכנון מטוסים QueSST (שקט על-קוליים שקט). טיסת LBFD תשתמש במנוע הג'נרל אלקטריק F414 הקיים ולא יחולו שינויים משמעותיים מטיסות על קוליות אחרות.

באמצע שנת 2020 התכנון יהיה מוכן על פי החוזה, ונאס"א תטיס את מטוס ה- X מעל ערי ארה"ב. הם שואפים לאסוף את התגובות של האנשים ולהשתמש בנתונים אלה כדי לבצע שינויים הכרחיים בכללי ההטסה של טיסות על-קוליות מעל הארץ.


צפו בסרטון: Sonic The Hedgehog 2020 - New Official Trailer - Paramount Pictures (דֵצֶמבֶּר 2021).