Bariera dźwięku

Bariera dźwięku

Bariera dźwięku

Mianem bariery dźwięku określamy niewidoczną granica powietrza spiętrzającego się przed dziobem lecącego samolotu.

Opór stawiany przez tę barierę ma też wpływ na inne szybko poruszające się obiekty, np. samochody bijące rekordy prędkości.

Jak powstaje bariera dźwięku

Samolot, szybowiec czy ptak poruszający się w powietrzu zakłóca równowagę cząsteczek atmosferycznych. Powietrze się spręża i tworzy fale uderzeniowe – naprzemienne strefy wysokiego i niskiego ciśnienia. Rozchodzą się one z prędkością dźwięku, niezależnie od tego, jak szybko porusza się obiekt, który je wywołuje.

Gdy samolot zbliża się do prędkości dźwięku, fale ciśnienia nie mają dość czasu, by usunąć się z jego drogi. Dziób lecącej maszyny uderza w nie ze wstrząsem i jest poddawany dużym obciążeniom – dlatego korzystniejsze jest, gdy samolot leci szybciej niż dźwięk. Wtedy fale uderzeniowe pozostają za nim, a bariera sprężonego powietrza „rozdziera się” i znika.

Prędkość dźwięku nie jest stała.

Prędkość dźwięku

Na poziomie morza w umiarkowanych temperaturach wynosi ona około 1225 km/godz. Na wysokości 12.000 metrów, przy średnich temperaturach -50 °C, prędkość dźwięku spada do około 1060 km/godz. Aby uniknąć niejednoznaczności, naukowcy stosują liczbę Macha, nazwaną tak na cześć austriackiego fizyka, pioniera badań nad dźwiękiem.

Liczba Macha

Liczba Macha samolotu jest równa jego prędkości podzielonej przez prędkość dźwięku na wysokości lotu tego samolotu. Tak więc prędkość samolotu poruszającego się z prędkością, jaką osiąga w danych warunkach dźwięk, w jednostkach Macha wynosi zawsze 1.

 

Poniżej filmik, na którym odrzutowiec przekracza barierę dźwięku.

[tube]https://www.youtube.com/watch?v=IXc95FhpfjI[/tube]