عکس هایی جالب از شکست دیوار صوتی

وبسایت وی آر: کارشناسان ناسا بر اساس روش ۱۵۰ ســالــه‌ی عکس‌برداری «شِلایرن» و استفاده از خورشید به‌عنوان منبع نور، موج ضربه‌ایِ حاصل از شکستن دیوار صوتی را ثبت کردند. برای ثبت این تصویر، یک فروند هواپیمای آموزشی «تی ۳۸» با سرعت۰۹/۱برابر سرعت صوت (۳۴۱ متر بر ثانیه، معادل ۱۲۲۹ کیلومتر بر ساعت)، مقابل خورشید پرواز ‌کرد و دوربین، سوار بر هواپیمایی دیگر در هر ثانیه ۱۰۹ عکس از آن گرفت.

در این روش ابتدا، تصویری از خورشید گرفته شده و سپس از هواپیمای در حال عبور از مقابل این منبع نور، عکس‌برداری می‌شود. با مقایسه‌ی این تصاویر، می‌توان تغییرات شکست نور حاصل از امواج را تشخیص داد و شکل موج ضربه‌ای را آشکار کرد. آزمایش در صحرای «موهاوی» واقع در کالیفرنیا انجام شد تا شکستن دیوار صوتی، به نواحی مسکونی آسیبی وارد نکند.


دیوار صوتی چیست؟

راستش را بخواهید بر خلاف برداشتی که از کلمه "دیوار صوتی" می‌شود، اصلا دیواری در کار نیست که بشود آن را دید.بر خلاف آنچه ممکن است در این عکس که مربوط به لحظه "شکستن دیوار صوتی" ‌بوسیله یک هواپیمای جت است به نظر برسد، منظور از "دیوار صوتی" سرعت سیر امواج صوتی بسته به محیطی که در آن حرکت می‌کنند است، نه پرده‌ای واقعی که دماغه هواپیمای جت آن را سوراخ کند.

شکستن دیوار صوتی

اما پدیده‌ای بصری که در این تصویر می‌بینید به علت قطرات آبی است که درمیان دو سطح پرفشار هوا به دام می‌افتند.در شرایط آب و هوایی مرطوب بخار آب می‌تواند بین دو ستیغ امواج صوتی ایجاد شده بوسیله هواپیمای جت تجمع یابند.این اثر لزوما با شکستن دیوار صوتی هم‌زمان نیست، اما ممکن است همراه آن هم رخ دهد.

شکستن دیوار صوتی برای اولین بار در تاریخ هوانوردی در ۱۴ اکتبر ۱۹۴۷ بوسیله سرهنگ چارلز ییگر با یک هواپیمای پژوهشی به نام Bell XS-۱ که برای سرعت‌های مافوق صوت طراحی شده بود، در امریکا انجام شد.امروزه هواپیماهای بدون سرنشین بوسیله ناسا با سرعت ۱۰ برابر سرعت صوت (۱۰ ماخ) به پرواز درآمده‌اند.

کلمه ماخ از نام ارنست ماخ فیزیکدان اتریشی گرفته شده است که در سال ۱۸۸۷ اصول حرکت مافوق‌صوت را تبیین کرد. "عدد ماخ" نسبت سرعت یک شی‌ئ به سرعت صوت در محیط محلی است.


صوت امواج ناشی از ارتعاش جو است و بنابراین سرعت آن به درجه حرارت و فشار هوا بستگی دارد.صوت در سطح دریا در حرارت ۱۵ درجه سانتی‌گراد با سرعت ۱۲۲۳ کیلومتر در ساعت حرکت می‌کند.پرواز کردن هواپیما با سرعتی بیش از این صدایی گوش‌خراش ایجاد می‌کند.هنگامی که هواپیما با سرعت تحت‌صوت (کمتر از یک ماخ) پرواز می‌کند ارتعاشات در فشار هوا ( یا همان امواج صوتی) عموما در همه جهات پخش می‌شوند.

اما هنگام به اصطلاح شکستن دیوار صوتی (یا افزایش سرعت هواپیما به بالای سرعت صوت) میدان فشارهوای اطراف هواپیما از عقب هواپیما به صورت یک "مخروط ماخ" - یک موج ضربه‌ای که یک "غرش صوتی" را بوجود می‌آورد- گسترش می‌یابد.

برای ایجاد انفجار صوتی سه مولفه لازم است. یکی از این مولفه‌ها وجود شییء(هواپیما) است که با سرعت مافوق صوت حرکت می‌کند. سپس محیطی (هوا) مورد نیاز است که سرعت از خلال آن سیر کند و سومین مولفه مورد نیاز نیز شوک‌های موج گزارش شده است.***

تصاویری از شکستن دیوار صوتی