Yliäänipamaus

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 23.6.2020 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 9 muokkausta .

Sonic boom ( englanniksi  sonic boom ) on puuvillan (yleensä kaksinkertainen) muodossa oleva akustinen ilmiö, joka syntyy, kun yliääninopeudella lentävästä kappaleesta ilmakehässä etenee iskuaallot. [1] Termiä käytetään yleisesti ilmakehän liikkeiden yhteydessä yliäänenopeuksilla (useimmiten lentokoneissa), joiden aikana esiintyy samanaikainen impulssiäänivaikutus (taputus). Äänipuomi synnyttää useita luonnonilmiöitä (ukkonen, meteorit) ja ihmisen aiheuttamia syitä (esimerkiksi piiskan räjähdys ). [2]

Ilmiön fysiikka

Ilmassa yliääninopeudella liikkuva kappale synnyttää shokkiaallon. Tällaista shokkiaaltoa kutsutaan pään shokkiaaltoksi. Riittävän suurella etäisyydellä virtaviivaisesta kappaleesta tämän iskuaallon intensiteetti on pieni [3] ja se ylittää tulevan virtauksen suunnan kulmassa, joka on lähellä Mach-kulmaa, joka lasketaan kaavalla

missä M = v/c  on Mach-luku ja c  on äänen nopeus tietyssä lämpötilassa. Siksi iskuaalto saa tyypillisen kartiomaisen muodon, jonka kärki on lähellä liikkuvan kappaleen etureunaa. Tätä kartiota kutsutaan Mach-kartioksi .

Kun tämä heikko iskuaalto saavuttaa maan pinnan, sen edessä oleva paineaalto vaikuttaa tärykalvoihin ja koetaan terävänä ja voimakkaana popinana. Koska kartiomaisen iskuaallon intensiteetti heikkenee sen liikkuessa ilmakehän läpi, äänipuomin paine riippuu kohteen korkeudesta ja nopeudesta. Normaalioloissa äänipuomi voi aiheuttaa epämukavuutta, mutta ei yleensä aiheuta haittaa terveydelle eikä aiheuta vahinkoa.

Tšeljabinskin meteoriitin putoamisen aikana vuonna 2013 ruumiin tunkeutuessa ilmakehään muodostuneen paineaallon paine oli riittävä, jotta talojen ikkunat rikottiin ja osa rakennuksista tuhoutui, koska tämä tapahtui riittävän lähellä kaupunkia. . Eräiden tiedotusvälineiden mukaan nämä tuhot johtuivat äänibuumista [4] . Tarkkaan ottaen korkean intensiteetin shokkiaaltojen vaikutus , joka voi aiheuttaa rakennusten ja rakenteiden tuhoa, ei kuitenkaan enää koske äänipuomia. Iskuaalto on yksi ydinräjähdyksen tärkeimmistä vahingollisista tekijöistä .

Mitä suurempi lentokone, sitä pienempi sen lentokorkeus ja suurempi nopeus, sitä herkempi sen äänipuomi on maassa. Kun Tu-160 kulkee 300-500 metrin korkeudessa ja noin 1500 km/h nopeudella (teoriassa tällainen järjestelmä Tu-160:lle on mahdotonta), rakennusten lasit särkyvät maahan, ja ihmiset kaadetaan maahan ja kuoriutuu. Yliäänilmailun hallitsemisen alkuvaiheessa tällaisia ​​tapauksia sattui ja ne aiheuttivat valituksia lentotukikohtien ja harjoitusalueiden viereisten asutusten asukkailta, joten lentotutkimuslaitoksen perusteella vuosina 1956–1970-luvun alkuun I. V. Ostoslavskyn ja A. D. Mironovin johdolla suoritettiin laaja tämän ilmiön fysiikan lentotutkimusten kokonaisuus arvioidakseen yliäänilentokoneiden äänipuomin ja melun ympäristövaikutuksia. Yksi tämän toiminnan tuloksista oli, että Neuvostoliitossa hyväksyttiin säännöt, jotka sallivat yliäänenopeuksilla lennot vain vähintään 10 000 metrin korkeudessa [5] .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Sonic boom // Aviation: Encyclopedia - M .: Great Russian Encyclopedia, 1994.
  2. ↑ Rudenko O.V., Makov Yu.N. Äänisokki: epälineaaristen aaltojen fysiikasta akustiseen ekologiaan (katsaus)//Acoustic Journal 2021, osa 67, nro 1, s. 3–30
  3. ↑ Landau L. D., Lifshitz E. M. Hydrodynamiikka // Teoreettinen fysiikka. - M . : Fizmatlit, 2001. - T. VI. - S. 636. - 736 s. — ISBN 5-9221-0121-8 .
  4. ↑ TŠELJABINSKIN METEORIITTIA LÄNSIVÄLINEISSÄ: KATSAUS . IA REX (15. helmikuuta 2013). Käyttöpäivä: 21. tammikuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 2. helmikuuta 2014.
  5. ↑ V. Bliznyuk, L. Vasiliev, V. Vul, V. Klimov, A. Mironov ym. Toim. V.T. Klimov. Totuus yliäänilentokoneista . - Moskova : Moskovan työntekijä , 2000. - 335 s. — ISBN 5239020442 .
  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat