Schallmauer

Schallmauer

La Schallmauer Es handelt sich um ein physikalisches Phänomen, das sich auf die Grenzgeschwindigkeit bezieht, mit der sich ein Objekt in einem bestimmten Medium bewegen kann, ohne die Schallgeschwindigkeit in diesem Medium zu überschreiten. Variiert je nach Umgebungsbedingungen wie Temperatur und Höhe. Viele Menschen interessieren sich schon seit langem für dieses Thema.

Deshalb möchten wir Ihnen in diesem Artikel erklären, was die Schallmauer ist, welche Eigenschaften sie hat und welche Bedeutung sie hat.

Schlüsselmerkmale

Überschallflugzeug

Wenn sich ein Objekt mit einer Geschwindigkeit bewegt, die der des Schalls entspricht oder darunter liegt, können sich die von ihm ausgesendeten Schallwellen problemlos durch das Medium ausbreiten. Wenn sich das Objekt jedoch schneller als die Schallgeschwindigkeit bewegt, Vor dem sich bewegenden Objekt kommt es zu einer Ansammlung von Schallwellen.

Diese Ansammlung von Wellen erzeugt in der Region einen hohen Druck, der als „Stoßwelle“ bezeichnet wird. Die Stoßwelle ist eine Energiekonzentration, die sich um das Objekt herum bildet, wenn es die Schallgeschwindigkeit erreicht oder überschreitet.

Wenn ein Objekt die Schallmauer durchbricht, kommt es zu einem Ereignis, das als „Überschallknall“ bezeichnet wird. Dieses Ereignis ist durch ein lautes und markantes Geräusch gekennzeichnet, das einer Explosion oder einem Donner ähnelt. Der Überschallknall wird durch die plötzliche Freisetzung der in der Stoßwelle gespeicherten Energie verursacht, wenn das Objekt sie durchdringt.

Es ist wichtig, das zu beachten Der Überschallknall ist an sich nicht schädlich, kann jedoch zu Unbehagen bei den Menschen am Boden führen. Aus diesem Grund gelten in vielen Gebieten Vorschriften und Beschränkungen für Überschallflugzeuge, die in der Nähe besiedelter Gebiete fliegen.

etwas Geschichte

Chuck Yeager

Gehen wir ein paar Jahre zurück. Während des Zweiten Weltkriegs wurde die Welt der Luftfahrt mit der Entwicklung der ersten Strahltriebwerke revolutioniert. Diese Flugzeuge können höher und schneller fliegen. Als sich die Technologie entwickelte, Bis die Schallmauer bekannt war, schien nichts die Geschwindigkeit verbessern zu können.

Sie erkannten schnell, dass die neuen Motoren, egal wie leistungsstark sie waren, die Schallgeschwindigkeit nicht erreichen konnten: Einerseits würden sie an Leistung verlieren, wenn sich die Motoren Mach 1 näherten, und andererseits aufgrund des Wellenabsturzes. Damals glaubte man, die Schallgeschwindigkeit sei unschlagbar, physikalisch unschlagbar. Daher der Name „Schallmauer“.

Im Oktober 1947 durchbrach das erste Flugzeug, das die Schallmauer durchbrach, die experimentelle X-1, die speziell dafür entwickelt wurde. Darüber hinaus war es das erste Flugzeug in den Vereinigten Staaten, das der Forschung auf dem Gebiet der Luftfahrt gewidmet war, und stellte einen Präzedenzfall dar, der zu einem Bestand von mehr als 50 „X-Flugzeugen“ führte.

Seltsamerweise Der erste Mensch, der schneller als Mach 1 flog, war Chuck Yeager. ein ehemaliger USAF-Pilot, der für seine Luftkämpfe im Zweiten Weltkrieg zahlreiche Auszeichnungen gewann. Der X-1 hat bewiesen, dass Überschallgeschwindigkeit physikalisch möglich ist.

Stoßwellen und Schallmauer

die Schallmauer durchbrechen

Um den exponentiellen Anstieg des Luftwiderstands zu verstehen, muss man verstehen, was Stoßwellen sind. Dieses Phänomen tritt aufgrund dramatischer Änderungen des Luftdrucks auf. Hier ist ein einfaches Beispiel: Wenn Sie einen Eimer voller Wasser haben, Ihre Handfläche öffnen und hart auf das Wasser schlagen, hören Sie ein lautes „Plop Plop“. Wenn Sie das Experiment wiederholen, aber nur mit den Fingerspitzen spielen, wird es nicht nur nicht weh tun, sondern Sie werden auch keine lauten Geräusche hören.

Der Grund liegt darin, dass eine große Fläche von der Hand und den Wasserpartikeln im Aufprallbereich abgedeckt wird Sie haben weder Platz noch Zeit, um „wegzukommen“, sodass das Wasser ein „härtendes“ Gefühl vermittelt. Wenn Sie das Gleiche mit Ihren Fingern tun, passt sich das Wasser dem Aufprall an und legt sich geräuschlos und schmerzfrei um Ihre Finger.

Das Gleiche passiert mit der Luft: Beim Fliegen mit Unterschallgeschwindigkeit hat die Luft Zeit, sich zu bewegen und die Form des durch sie hindurchfliegenden Flugzeugs anzunehmen. Während des Überschallfluges „wirbelte“ das Flugzeug unwiderruflich durch die Luft und erzeugte enorme Druckänderungen. Dies wird als Stoßwelle bezeichnet ist für den dramatischen Anstieg des Luftwiderstands verantwortlich. Alle Überschallflugzeuge folgen also dem gleichen Muster: einem dünnen Rumpf, geschwungenen Flügeln und einer sehr scharfen Nase.

Mythen und Wahrheiten der Schallmauer

Um die Schallmauer ranken sich viele Mythen. Lassen Sie uns einige davon mit Blick auf die Wahrheit analysieren:

Mythos: Wenn ein Gegenstand die Schallmauer durchbricht, explodiert er.

Wahrheit: Es ist nicht wahr. Obwohl der Durchgang eines Objekts durch die Schallmauer einen Überschallknall verursachen kann, bedeutet dies nicht, dass das Objekt explodiert. Die Struktur des Objekts ist darauf ausgelegt, den dabei auftretenden Kräften standzuhalten.

Mythos: Die Schallmauer ist eine physische Wand.

Wahrheit: Die Schallmauer ist keine feste physische Barriere. Es handelt sich um einen Begriff, der die Geschwindigkeit beschreibt, mit der sich Schallwellen ansammeln und eine Stoßwelle erzeugen. Es handelt sich um ein Phänomen, das mit der Schallausbreitung in einem bestimmten Medium zusammenhängt.

Mythos: Überschallflugzeuge durchbrechen beim Fliegen immer die Schallmauer.

Wahr: Es ist nicht notwendig, dass ein Überschallflugzeug ständig die Schallmauer durchbricht. Überschallflugzeuge können je nach Bedingungen und Flugziel sowohl unterhalb als auch oberhalb der Schallgeschwindigkeit fliegen. Erst wenn sie die Schallgeschwindigkeit überschreiten, entsteht ein Überschallknall.

Mythos: Der Überschallknall ist gefährlich für die Menschen am Boden.

Wahr: Der Überschallknall selbst ist nicht gefährlich. Allerdings kann es für die Menschen vor Ort lästig und störend sein. Plötzlicher lauter Lärm kann in Wohn- und Stadtgebieten zu Belästigungen und Störungen führen, was zur Einführung von Vorschriften und Beschränkungen für Überschallflüge in der Nähe von besiedelten Gebieten geführt hat.

Mythos: Nur Flugzeuge können die Schallmauer durchbrechen.

Wahr: Obwohl Flugzeuge das am häufigsten mit der Schallmauer verbundene Transportmittel sind, sind sie nicht die einzigen, die diese überwinden können. Auch andere Fahrzeuge wie Raketen, Flugkörper und Projektile können die Schallmauer durchbrechen, wenn sie Überschallgeschwindigkeit erreichen.

Ich hoffe, dass Sie mit diesen Informationen mehr über die Schallmauer und ihre Eigenschaften erfahren können.


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