اطلاعاتی در مورد دیوار صوتی !

دیوار صوتی چیست ؟ چطوری شکسته میشود ؟

در هوانوردی، دیوار صوتی(به انگلیسی: sound barrier) نقطه‌ای است که متحرک اگر بخواهد به مافوق صوت برسد باید از آن عبور کند. و اولین بار در دهه ۱۹۵۰ دیوارهای صوتی شکسته شدند.

شکسته‌شدن دیوار صوتی همراه با صدایی بلند است.

 

عامل ایجاد دیوار صوتی

 

امواج ضربه‌ای یا Shockwaves در حقیقت همان عامل اصلی ایجاد دیوار صوتی هستند. امواج ضربه‌ای، تغییری ناگهانی در فشار و دمای یک لایه از هواست که می‌تواند به لایه‌های دیگر منتقل شده و به صورت یک موج فضا را بپیماید. برای درک بهتر مطلب، وقتی که سنگی در آب انداخته می‌شود، موجهایی در آب بوجود می‌آیند که به سمت خارج در حال حرکتند. این امواج، نتیجه افزایش سرعت یا اعمال نیرو به لایه‌ای از ملکولهای آب است که قادر به انتقال به لایه‌های دیگر نیز می‌باشد، و امواج ضربه‌ای نیز، همان امواج درون آب هستند، با این تفاوت که آنها در سیالی دیگر به جای آب به نام هوا، تشکیل می‌شوند.

 

در سرعتهای نزدیک سرعت صوت، فرضیه غیر قابل تراکم بودن هوا رد شده و ضریب تراکم هوا به ۱۶% در می‌رسد، که مقداری غیر قابل چشم پوشی است. در این سرعتها هوای جلوی بال یا لبه حمله به شدت متراکم گشته و دما و فشار آن به طرز قابل توجهی افزایش می‌یابد، همین مسأله، یکی از عوامل ایجاد امواج ضربه‌ای است. هواپیما با حرکت خود در هوا، نظم فشار هوای محیط را بر هم می‌زند و همانند قایقی که در آب در حال حرکت است، امواجی از آن ساطع شده و به دلیل اینکه این امواج با سرعت صوت حرکت می‌کنند و هواپیما زیر سرعت صوت در حال سیر است، از آن دور می‌شوند.

 

اما کم کم، با نزدیک شدن به سرعتهای ترانسونیک و حدود سرعت صوت، این امواج فرصت دور شدن از هواپیما را نداشته و در جلوی بال متراکم می‌شوند. در مناطقی از بدنه هواپیما که سطوح ناموزونی نسبت به جهت حرکت هواپیما دارد، سرعت گذر هوا افزایش یافته و بر اساس اصل برنولی، با افزایش سرعت سیال، فشار آن کاهش می‌یابد. در چنین سرعتهایی، هوای اطراف این سطوح به سرعت صوت می‌رسد، گر چه هواپیما هنوز به سرعت صوت نرسیده باشد. در نتیجه رسیدن بعضی سطوح به سرعت صوت، امواج ضربه‌ای تولید شده و درگ یا پسای فراوانی را قبل از رسیدن به سرعت صوت تولید می‌کنند، که همین مسأله گذر از دیوار صوتی را مشکل می‌نماید.

 

شکستن دیوار صوتی به عنوان یک پرتابه ی انسان

 

در ژانویه 2010، فلیکس باومگارتنر با کار در یک تیم از دانشمندان حمایت شده توسط "نوشابه های رد بول" برای کسب بالاترین رکورد در سقوط آزاد از آسمان تلاش کردند.این پروژه برای دیدن شکست دیوار صوتی توسط باومگارتنر با پرش از ارتفاع 36،580 متری از یک بالون هلیوم بعنوان اولین چتر باز تلاش میکند.پرش در تاریخ نهم اکتبر 2012 برنامه ریزی شده بود، اما به دلیل نامساعد بودن هوا لغو شد و پس از آن کپسول در 14 اکتبر به فضا پرتاب شد.

 

 

شکسته‌شدن دیوار صوتی.چگالش بخار آب تحت تاثیر فشار در تصویر دیده می‌شود.