The Skinny on Sonic Booms

Lydbarrieren fik sit navn og sit ry ved at bryde flyvemaskiner fra hinanden og smide dem på jorden. Det syntes at du kunne flyve helt op til lydens hastighed, men hvis du kørte forbi det (hvilket havde en tendens til at ske, når du dykkede nedad), du ville ønske du ikke havde. Den populære opfattelse af at ramme lydbarrieren lignede en fugl, der rammer et billedvindue.

Men folk er stædige, og de ville vide, hvad der var på den anden side.

"Folk vidste, at det kunne lade sig gøre - hver kugle går overlydende, "siger Steve Robinson, som levede af at studere turbulens, før han sluttede sig til astronautkorpset, hvor han nu lever af turbulens. "Derfor var det første supersoniske fly formet som en kugle på 50 kaliber."

Det er overflødigt at sige, fly bryder snart lydbarrieren, og den ledsagende soniske bom var ved at bryde vinduer.

Så hvad er denne berygtede soniske boom, hvis ikke billedvinduet i himlen er knust?

Det er et stormfald af traumatiserede luftmolekyler, rent faktisk.

Når et fly flyver langsommere end lydhastigheden (som er 750 mph/1, 207 km/t ved havniveau og 660 mph/1, 062 km/t ved 9,7 kilometer over havets overflade, hvor luften er koldere), luftmolekylerne har tid til at skilles og flyde jævnt omkring det. Men, som ostemolekyler eller vandmolekyler, luftmolekyler kan kun bevæge sig så hurtigt. De har en indbygget hastighedsgrænse. Og da lyd er en forstyrrelse, der går fra molekyle til molekyle, som faldende dominoer, luftmolekylernes hastighed begrænser lydens hastighed.

Så når et fly kører hurtigere end hastigheden på luft/lyd, den holder op med at skære luften som en kniv og begynder at skubbe den som en plov, skubbe en fedtprop af kaotiske molekyler før den. Som med en eksplosion, denne fornærmelse mod molekylerne genererer en chokbølge, der bølger udad i en kugle. Når den stødbølge, kører med lydens hastighed, når dit øre, det lyder som "BOOM".

Men på trods af hvad mange tror, at "boom" ikke er en engangshændelse.

Myten om det soniske "bom"

At kalde det et "boom" er misvisende. Ingen, du hopper ikke af lydbarrieren, og nej, du laver ikke et boom, når du bryder igennem det.

"Folk tænker, når du går gennem lydbarrieren, det får denne lyd en gang, "siger Robinson." Det er forkert. Du trækker denne bom rundt med dig, uanset hvor du går. "

Det er rigtigt:Hvis folk stod skulder ved skulder fra Californien til New York, og Supersonic Transport Concorde fløj over deres hoveder, hver eneste person ville høre et lydmæssigt boom. Det er virkelig mere en "sonisk bælge". Det auditive faktum i sagen er, imidlertid, at hver person kun hører et boom, da chokbølgen når hans ører. Godt, måske hører han to bomme.

"I virkeligheden, stød genereres fra alle slags overflader, ikke kun næsen på flyet, "siger NASA boom specialist Kevin Shepherd." Men ofte, de store sluger de små, og du ender med en, der ser ud til at være fra næsen, og en, der ser ud til at være fra halen. "

Godt, For at være ærlig, du hører sandsynligvis ingen bomme.

Fordi jordbundne ødelæggelses-sport ikke kunne lide støjen mere, end de kunne lide at få ødelagt deres vinduer, alle undtagen militæret er nu forbudt at boome over land. Robinson og de andre astronauter flyver deres træningsstråler stille og roligt, indtil de er ude over Den Mexicanske Golf.

Ulykker sker, Shepherd siger. Fordi lydens hastighed (og dermed lydbarrieren) varierer med lufttemperaturen, og fordi piloter aldrig hører deres egen "soniske brøl, "piloter kan være uvidende om deres forbrydelse, indtil de får regningen for vinduerne.

Det er ikke billigt at bryde lydmuren derfor afholder flyselskaber sig. Som du måske ved af daglig erfaring, det tager langt mere energi at presse knytnæven gennem ost end at skære den med en kniv. Sæder på Concorde er dyre, fordi det kræver meget jetbrændstof at pløje ost helt til Paris.

Så hvorfor gider du gå over lyd? Der er en kort stilhed fra Robinsons ende af telefonen, som om han beundrer spørgsmålets naivitet.

"Du går hurtigere, " han siger.

Masser mere information

relaterede artikler

• Hvad hvis du rejste hurtigere end lysets hastighed?
• Hvad forårsager en lydbom?
• Sådan fungerer akustisk levitation
• Hvad er fremtiden for supersonisk flyvning?
• Sådan fungerer Concordes