導入
超音速ブームは、防音壁と同等の超音速に達する飛行機 (または鞭の先端) などの物理的物体からの衝撃波によって引き起こされる騒音を特徴付けます。
原因
あらゆる媒体に対して、それに加えられる機械的変形の伝播速度を定義できます。
この変形の伝播速度は音速と呼ばれます。それは環境の一般的な条件によって異なります。これをc と表記します (真空中の光の速度と混同しないでください)。
たとえば、温度20°C 、常圧の空気の場合、この速度は340 m/sです。
この環境でモバイルを移動すると、その速度 v と c を簡単に比較できます。
- v / c < 1の場合、モバイルの速度は亜音速であると言います。
- もし$$ { v/c \approx 1 } $$この体制は遷音速であると言われています。
- v / c > 1の場合、その状態は超音速であると言われます。
- v / c >> 1の場合、その状態は極超音速であると言われます。
超音速ブームは、移動体が音速を超える速度で移動するときに発生します。
物理的説明
一般に信じられていることに反して、超音速ブームは音速の壁を越えることによって引き起こされるのではなく、移動体の速度が音速を超えたときに移動体の背後に衝撃波が伝播することによって引き起こされます。
超音速ブームについて話すときに最も一般的なケースは飛行機(コンコルドなど) のケースですが、この現象は鞭によって生じる亀裂も説明します。
飛行機が空気中を移動するとき、動いているすべての前部 (機首、翼の前縁) と、それに対して動かない飛行機が通過する空気との間の接触によって衝撃波が形成されます。 。この衝撃波は音速で伝わります。
- 飛行機が亜音速で移動している限り、この波は飛行機の前方に向かって進みます。
- 遷音速領域では、この波が航空機の前方に蓄積し、空気抵抗が急激に増加します。それは音の壁です。
- 超音速で衝撃波が彼の背後に流れる。高速で移動するボートの後流のように、この波はマッハ円錐と呼ばれる円錐上に集まります。
この円錐は、デバイスの背後の音波の集中に対応し、音の衝撃、つまり衝撃として知覚されます。
実際には 2 つの衝撃波が発生します。
- 圧縮衝撃波: 翼の前縁が空気を圧縮します。
- 減圧衝撃波：翼の先端に到達した圧縮空気が突然緩みます。
これが、私たちが超音速ダブルバンについて話す理由です。実際には、これら 2 つの強打音は非常に接近しているため、耳で2 つの音を聞くのは困難です。
