دیوار صوتی چیست؟

[parisa]

دیوار صوتی چیست؟ شکستن دیوار صوتی چیست؟
عبور از دیوار صوتی چه معنایی دارد؟شکستن دیوار صوتی در جنگها برای چیست؟چرا عبور از دیوار صوتی سالیان دراز وقت فیزیکدانها را گرفت؟در پشت دیوار صوتی چه خبر است؟بخار تشکیل شده روی بال هواپیما به چه خاطر است؟برای پاسخ به این سوالات ابتدا مفهوم جبهه موج را شرح می دهم

جبهه موج
​

مکان هندسی نقاطی از موج که فاز یکسان دارند.معنی این جمله این است که همه نقاط جبهه موج مانند هم نوسان می کنند.در حقیقت همه نقاطی از محیط که دریک فاصله از چشمه موج قرار دارندجبهه موج اند​

*هواپیما با صدایی که ایجاد می کند یک چشمه موج صوتی است.​

*جبهه موج یک هواپیما به شکل کره های هم مرکز اند که هواپیما در مرکز این کره ها قرار دارند.​

سرعت حرکت جبهه موج همان سرعت صوت در محیط است.​

*اگر هواپیما ساکن باشدجبهه های موج با فاصله های مشخص (طول موج)پشت سر هم حرکت می کنند. وبا سرعت صوت از چشمه موج دور می شوند.مانند امواج دایره ای روی سطح آب​

.

*با حرکت هواپیما جبهه ها در جلو هواپیما به هم نزدیک می شوندودر پشت هواپیما از هم دور میشوند.هرچه سرعت هواپیما به سرعت صوت نزدیکتر می شود فشردگی جبهه ها در جلو آن بیشتر می شود. هنگامی که سرعت هواپیما به سرعت صوت می رسد در جلو آن جبهه ها بر هم منطبق می شوند.(شکل ۲ )​

*در محلی که جبهه ها بر هم منطبق شده اندتمامی انرژی نوسانی جبهه ها با هم جمع می شود یعنی در این ناحیه تمام انرژی صوتی هواپیما جمع می شود وهر لحظه که میگذرد به این انرژی اضافه می شود.​

*اما مولکولهای هوا که جلو هواپیما قرار دارندبا انرژی بسیار زیاد در حال نوسان هستند یعنی در جلو هواپیما منطقه ای وجود دارد که هوا بسیار متلاتم است این ناحیه را اصطلاحا دیوار صوتی می گویند.​

*اگر هواپیما باز هم سرعت خود را افزایش دهد تا از این ناحیه عبور کند از داخل دیوار صوتی رد می شود که به این عمل شکستن دیوار صوتی می گویند.​

* شاید در تصاویر هواپیماهای در حال گذر از دیوار صوتی، هاله‌ای سفید رنگ را در اطراف هواپیما مشاهده کرده باشید. در هنگام گذر از دیوار صوتی، اگر هواپیما نزدیک به زمین و در محیطی مرطوب با درصد بخار آب زیاد باشد، بخار آب هوا در اثر امواج ضربه‌ای فشرده شده و ابر سفیدی را برای چند ثانیه پدید می‌آورند که همان هاله سفید رنگ قابل روئیت در تصاویر است​

*عبور از دیوار صوتی یعنی عبور هواپیما از یک ناحیه پر تلاتم.پس هواپیما به شدت شروع به لرزش می کند و کنترل هواپیما سخت می شود.در سالیان گذشته بدنه هواپیما ها نمی توانست این لرزشها را تحمل کند به همین خاطر عبور از این ناحیه باعث شکستن بدنه وسقوط هواپیما می شد.بنابراین شکستن دیوار صوتی با هواپیما های اولیه ممکن نبودوتا ساخت آلیاژهای محکم ممکن نشد.هر جسم که بخواهد دیوار صوتی را بشکند باید از این سرعت فراتر رود و استحکام کافی برای متلاشی نشدن را داشته باشد​

*پس از عبور از دیوار صوتی هواپیما جلو تر از صدای خود پروازمیکند(منطقه سکوت)اما پشت سر هواپیما جبهه های موج اینبار روی یک مخروط بر هم مماس می شوند(که هواپیما در نوک مخروط قرار دارد شکل ۳)دیواره این مخروط همان دیوار صوتی است که تا زمین ادامه دارد حال اگر این دیوار به یک شخص برسد سر شخص به سرعت از داخل این دیوار عبور می کند و شخص صدایی انفجار مانند را می شنود زیرا پرده گوش شخص با عبور از ناحیه متلاتم به شدت تکان خواهد خوردو این همان موج ضربه ای هواپیماست(ناحیه ای که با عدد۴مشخص شده است).این ضربه می تواند باعث شکسته شدن شیشه خانه ها شودپس در جنگ برای ایجاد رعب و وحشت از آن استفاده می کنند فقط کافیست هواپیما با سرعت فرا صوت از بالای یک شهر عبور کند.​

*هنگامی که هواپیمایی با سرعت فرا صوت به سمت شما می آید شما صدای هواپیما را نمی شنوید زیرا شما در جلو دیوار صوتی ودر منطقه سکوت هستید تا زمانی که هواپیما به شما می رسد همین وضعیت ادامه دارد اما به محض عبور هواپیما شما صدای مهیب یک انفجار را خواهید شنید.​

*افزایش سرعت هواپیما به معنی کاهش شدید فشار هوا روی بال هواپیماست پس دمای هوای روی بال کم شده وباعث میعان بخار وتشکیل ابر روی بال می شود.(طبق قانون گازها)​

​