بانگ صوتی طیاره

هرگاه یک طیاره در هوا در حال حرکت باشد، باعث تغییر کوچکی در فشار موجوده هوا میشود. این تغییر در فشار هوا مانند موج به سرعت صوت در هر جهت پخش میگردد.

بطور مثال اگر یک طیاره ای را مد نظر بگیریم که هوا را به سرعت ثابت V در یک خط مستقیم موازی به زمین طی میکند فرض کنیم که این طیاره در زمان t0 در نقطه A باشد در زمان t1 به نقطه C خواهد رسید.

‎مسافت طی شده یعنی AC مساوی میشود به سرعت طیاره ضرب در فاصله زمانی t1-t0

AC = V * (t1-t0)

در عین زمان تغییر فشاری که در نقطه A تولید شده بود خود را به نقطه B میرساند. به عبارت دیگر مسافت AB مساوی است به سرعت صوت ضرب در فاصله زمانی t1-t0به عبارت دیگر:

AB = a * (t1-t0)

به همین قسم تمام تغییرات فشاری که در بین لحظات t0 و t1 ذریعه طیاره در هوا بوجود آمده خود را به خط BC میرسانند.تجموع این تغییرات فشار ابتدائی هوا در خط BC باعث بوجود آمدن یک جبهه صوتی Shoc Wave قابل ملاحضه ای میشود.خط BC فضا را به دو قسمت یعنی منطقه فشار بلند و یک منطقه فشار ضعیف جدا میکند.خط BC دقیقاً جز سطح یک مخروطی است که چنانچه در بالا ذکر شد جبهه فشار بلند و فشار ضعیف را تشکیل میدهد.نیم زاویه مخروط مذکور بطور ذیل محاسبه میشود

sin (alpha) = AB/AC

sin (alpha) = a * (t1-t0) / V * (t1-t0)

sin (alpha) = a/V

تناسب V/a را بنام عدد مک Mach یاد میکنند و رول مهمی را در تخنیک هوا نوردی بازی میکند. درین صورت میتوان نوشت:

Mach = 1/sin (alpha)

هر گاه سرعت طیاره مافوق سرعت صوت باشد در آن صورت عدد مک بالا تر از واحد مییاشد.زمانیکه جبهه BC به گوش انسان برخورد میکند تفاوت فشار بین گوش داخلی و خارجی انسان باعث تولید صدای بسیار بلند میشود و اگر با شیشه های یک تعمیر هم برخورد کند تفاوت فشار داخلی و خارجی باعث شکستن شیشه میشود.

برگردیم به پرواز طیاره و شکل ترسیم شده:

طیاره بر نقطه عمودی سر احمد پرواز میکند اما احمد هنوز با جبهه صوتی BC برخورد نکرده او هیچ صدا را حس نمیکند.

در همین موقع محمود در مکان دیگری واقع است و چند لحظه میشود که طیاره از سر او عبور کرده است با جبهه صوتی بر خورد میکند و صدای بسیار بلندی را میشنود و خانه ای که در پهلوی آن قرار دارد با جبهه صوتی مقابل شده و شیشه های آن شکسته.

بر همین لحاظ پرواز های مافوق سرعت صوتی طیاره کانکورد بر فراز مناطق مردم نشین ممنوع بود و در خطوط هوایی پرواز میکرد که زیاد تر وقت پرواز روی ابحار پهناور داشت.

مثلا برای شنیدن صدای بلند طیاره کانکورد که بنام Bang مشهور است ، مردم به حساب تفریح سوار کشتی شده و از ساحل دور میرفتند.

شما در اینجا میتوانید Bang طیاره کانکورد را بشنوید و ملاحظه میکنید که صدای بلند طیاره کانکورد چند لحضه پس ازینکه از بالای سر مردم میگرد به گوش میرسد.

درین مثال طیاره کانکورد به سرعت Mach 2 به ارتفاع ۱۹ کیلومتر از سطح بحر پرواز دارد.

درین صورت :

‏sin (alpha) = 1/M = 1/2 = 0,5

پس

alpha = 30°

و

‏tan(alpha) = 0,59‏

tan(alpha) =19/32,2 = 0,59

این به معنی آنست که طیاره کانکورد تقریبا ۳۲ کیلو متر از سر تماشاچیان باید عبور کند تا صدای آن بگوش آنان برسد.