Muro del suono...

[GhostOnGripen]

non ho mai capito cosa succede quando un aereo supera la barriera del suono (che credo sia intorno a 1250km/h)

 

e poi perchè quando si supera la barriera si sente un forte rumore??

grazie anticipatamente

ciao B)

[Gianni065]

Ti riporto un vecchio post:

 

 

Molto semplicemente....

 

Cos'è il suono? E' una vibrazione dell'aria, che si propaga a una certa velocità (intorno ai 300 metri al secondo).

 

Quando un aereo vola, il suo movimento crea una vibrazione che si sposta in avanti alla velocità del suono.

Nello stesso tempo, però, l'aereo comprime l'aria davanti a sè.

 

Finchè l'aereo vola sotto la velocità del suono, la vibrazione sonora è più veloce della compressione.

 

Man mano che l'aereo si avvicina a quella velocità, questi due effetti (vibrazione sonora e compressione) tendono ad accavallarsi, fino a creare un vero e proprio muro invisibile davanti all'aereo.

 

Nel momento in cui l'aereo supera la velocità del suono, sfonda quel muro, e le onde sonore vengono superate dall'aereo e dalla compressione che esso genera, e non potendosi scaricare in avanti (perchè c'è l'aria compresso dal movimento dell'aereo) si scaricano all'indietro, creando un cono che parte dalla punta dell'aereo e si allarga all'indietro.

 

Quel cono è quindi il rumore dell'onda d'urto generata dal muro d'aria sfondato dall'aereo, e si allarga per chilometri raggiungendo anche il suolo, dove è percepito come un bang.

 

Questo proprio in parole semplici. Se mi legge un tecnico storcerà il naso.

 

L'importante è capire che il bang sonico si genera nel momento in cui l'aereo supera la velocità del suono, e continua ad esserci finchè l'aereo vola supersonico.

[dread]

scusa gianni ma tu in generale le cose le riscrivi o fai copia-incolla dal tuo archivio?

 

in teoria la suono non è di 1250 Km/h nei primi 11.000 metri di quota e si abbassa a poco più di 1000 sopra questa altitudine per restare costante?

[Giovanni86]

Voglio sapere una cosa.

 

Quando un caccia oltrepassa la barriera del suono, per quale motivo si genera, intorno ad esso, una nuvola grigia che lo accompagna per qualche secondo?

 

KLIKKA

[admin]

in teoria la suono non è di 1250 Km/h nei primi 11.000 metri di quota e si abbassa a poco più di 1000 sopra questa altitudine per restare costante?

 

Si è corretto.

[Gianni065]

Si parte da 1225 km/h al livello del mare, per arrivare a stabilizzarsi a 1062 km/h sopra gli 11000 metri.

[Ŵωλφ]

Voglio sapere una cosa.

 

Quando un caccia oltrepassa la barriera del suono, per quale motivo si genera, intorno ad esso, una nuvola grigia che lo accompagna per qualche secondo?

 

KLIKKA

E' vero ora che ci penso... perché????

 

qualcuno sa il perchè?!?!?

[ice-man]

perchè più si sale e più l'aria è rarefatta.....e quindi c'è una resistenza minore...capito??? B)

[Giovanni86]

perchè più si sale e più l'aria è rarefatta.....e quindi c'è una resistenza minore...capito??? B)

Ma questo succede anche alle basse quote.

 

Guarda quel video che ho postato...

[Gianni065]

Quella "nuvola grigia" è l'aria compressa dal "cono di mach".

 

E' visibile in certe condizioni di luce, densità dell'aria, temperatura e umidità.

[Ŵωλφ]

quindi quella del video è un caso che si vede??

 

potrebbe anche non vedersi?!?

[ice-man]

QUOTE (ice-man @ Jan 14 2005, 04:41 PM)

perchè più si sale e più l'aria è rarefatta.....e quindi c'è una resistenza minore...capito??? 

 

 

Ma questo succede anche alle basse quote.

 

Guarda quel video che ho postato...

 

la mia risposta era riferita al perchè ad altitudini magigori per battere la velocità del suono serve meno velocità.....

[Gianni065]

quindi quella del video è un caso che si vede??

 

potrebbe anche non vedersi?!?

Sì, potrebbe non vedersi.

 

E' lo stesso principio delle scie di condensazione.

[davide_volante]

Il suono è di natura ondulatoria e la sua velocità varia a seconda del corpo che lo trasmette. nei corpi solidi più densi il suono è molto più veloce, mentre nei gas è meno veloce.

l'aria con la quota diventa più rarefatta, come dice giustamente ice-man, quindi è meno densa e la velocità del suono scende prograssivamente con la quota.

 

superare la velocità del suono è un grosso problema perchè oltre alle normali forze di resistenza che sono la resistenza di attrito, la resistenza di scia, e la resistenza indotta, si generano altre forze dette forze d'onda. le forze d'onda possono agire in modo improvviso e terribile sul campo aerodinamico di aereo.

In passato agivano come dei veri e propri colpi di frusta sulle semi ali, facendo muovere l'aereo in maniera incontrollabile finchè non si scendeva sotto al muro del suono. inoltre possono deviare, il flusso dell'aria nei bocchettoni di aspirazione dei reattori soffocandoli.

Ora il fenomeno delle forze d'onda è conosciuto quasi alla perfezione.

Tutti i velivoli supersonici, hanno i bocchettoni dei reattori di forma squadrata per convoliare le forze d'onda all'interno del motore e sfruttarle come un compressore aggiuntivo.

L'ala a delta del Typhoon, e degli altri velivoli con ala a delta è studiata per ottenere una portanza maggiore, ma più morbida e distribuita, grazie alle forze d'onda.

In parole povere più sostentamento e più manovrabilità.

[Taigete]

Ma quel rumore che si produce quando si oltrepassa il muro del suono..lo si sente all'interno dell'aereo?

No perché già fa un fracasso assurdo a sentirlo da terra,figuriamoci se si sente anke là in alto...

Spero la domanda non sia troooooooppo stupida...

[Ro60]

No Taigete, non si sente, al più qialche vibrazione o scossone a livello cellula...anzi, un avolta a mach 1 i rumori esterni non si odono più, solo quelli in abitacolo, il ronzio delle apparecchiature ecc.

[kamy89]

ro 60 ma tu sei un pilota??????????

se si a quanti anni hai pilotato il primo caccia?????

[Ro60]

No Kamy, ho avuto il brevetto per volo a vela alcuni anni fà...sono io nell'avatar sul 104...mooolti anni fà...beh circa 22 anni fà! Come passa il tempo...volevo fare l'A.A. ma sono rimasto fregato da una labirintite proprio all'ultimo anno di ITIS per costruzioni aeronautiche...

[JackFlanker]

No Kamy, ho avuto il brevetto per volo a vela alcuni anni fà...sono io nell'avatar sul 104...mooolti anni fà...beh circa 22 anni fà! Come passa il tempo...volevo fare l'A.A. ma sono rimasto fregato da una labirintite proprio all'ultimo anno di ITIS per costruzioni aeronautiche...

Labirintite????

[Ro60]

Si, è una infiaìmmazione alle orecchie, interna ovviamente, dove risiede proprio il sistema di controllo dell'equilibrio dell'uomo...pensate, mi girava la testa da sdraiato e con gli occhi chiusi, se mi alzavo era finita! Poi con le cure è regredita ma lascia segni incancellabili, naturalmente a seconda del caso. Comunque recentemente su di una giostra che simula una centrifuga dove si stà diritti ed in piedi mi stavo massacrando, pensavo di essere capovolto!!! Eh si ragazzi, purtroppo è così..

[JackFlanker]

Si, è una infiaìmmazione alle orecchie, interna ovviamente, dove risiede proprio il sistema di controllo dell'equilibrio dell'uomo...pensate, mi girava la testa da sdraiato e con gli occhi chiusi, se mi alzavo era finita! Poi con le cure è regredita ma lascia segni incancellabili, naturalmente a seconda del caso. Comunque recentemente su di una giostra che simula una centrifuga dove si stà diritti ed in piedi mi stavo massacrando, pensavo di essere capovolto!!! Eh si ragazzi, purtroppo è così..

Cavolo

 

Mi dispiace un botto

 

Non deve essere stato molto gradevole..... l'importante è che adesso tu stia bene e che tu riesca cmq a fare le cose che ti stanno a cuore

[Ro60]

Dai, grazie, ma certo, ora è tutto normale, ho pilotato alianti, potrei ri-prendere il brevetto VFR 1° ma se facessi il minimo esame medico per l'accademia (questo allora, adesso come dice quella canzone "Non ho l'età") mi caccerebbero a calci, oppure mi raccatterebbero col cucchiaino...Per esmpio a Gardaland sul blue tornado era tutto ok...ma nelle centrifughe...!!!

[old_admiral]

Qualche chiarimento e precisazione:

 

1. proprio perché i valori dei parametri termodinamici dell'aria variano con la quota, la latitudine e altri fattori esterni, si tende a utilizzare il NUMERO DI MACH (M), adimensionale, che si riferisce, nella sua definizione basilare al rapporto tra il modulo di un qualsiasi vettore velocità e il valore della velocità del suono nell'aria in una certa condizione standard. perciò, l'indicazione di M=1 a livello del mare rimanderà ad una velocità di c.ca 1200 e passa m/s, mentre in quota sarà lecgato ad una velocità più bassa - viceversa, a velocità costante rispetto il suolo, il Mach cresce con la quota.

 

2. Mettiamoci ora nel caso geometricamente più semplice: pensiamo ad un proiettile e non ad un aeroplano, la cui geometria è estremamente complessa. tanto la fisica dei fluidi non cabia!

M=1 (e quindi non un velocità qualsiasi!) è la condizione nella quale avviene la formazione di una onda d'urto prodiera STABILE, che assume, nel campo 3D la forma di un CONO.

Semplifichiamo ulteriormente e mettiamoci nel caso 2D, come se stessimo inseguendo il proiettile e ne avessimo una vista laterale perfetta e chiara.

L'inclinazione dell'onda d'urto (semiapertura del cono) non è casuale, ma l'angolo dipende strettamente dal numero di Mach. Col crescere di questo, l'angolo diminuisce (dimostrabile con un po' di calcoletti a partire dalle formule base dell'aerodinamica supersonica e da un passggio trigonometrico), e l'onda d'urto acquisisce maggior energia, persistendo maggiormente (ovvero espendendosi a maggior distanza dalla sua origine sul corpo (NB: non tocca MAI la superficie del corpo!!! c'è sempre del fluido tra corpo e o.u.).

 

L'o.u. VIAGGIA col corpo: è trascinata, non si replica infinite volte: perciò quando passa (e si sente il BANG), automaticamente ha cessato di produrre i suoi effetti sugli osservatori,e a nche sul campo aerodinamico, che tornerà alla normalità (ossia si ripristenarnno le condizioni precedenti al passaggio dell'onda in termini di Temperatura, Pressione e Velocità in un certo tempo (che non ci interessa qui).

 

3. Perché si sente il botto? perché l'o.u. è un fenomeno ENERGETICO, e una delle forme di dissipazione dell'energia in natura più diffuse è quella acustica. La compressione dell'aria nella regione dell'onda d'urto (strettissima, è vero, ma fisicamente esistente, non solo per una convenzione matematica) comporta un riscaldamento del fluido (che, indovina un po? cresce col Mach!) e un aumento dell'energia interna delle molecole del fluido. parte di tale energia si dissipa in forma cinetica (con variazione di velocità delle molecole nel campo aerodinamico), parte si trasferisce per conduzione all'ambiente circostante (hai presente gli scudi termici dello shuttle che diventano incandescenti nella fase di rientro atmosferico? è un volo ipersonico con M=13-15 o anche più, ove il salto di temperatura è di qualche migliaio di gradi centigradi!). L'onda meccanica che corrisponde al Bang Supersonico è una forma di disspiazione dell'energia acquisita dal fluido - tutto qua!

 

4. La comparsa di nuovolette e altre amenità è legata alla condensazione dell'umidità atmosferica che avviene a causa del salto di pressione che l'onda d'urto imprime al fluido.

 

ATTENZIONE: il fluido non si comprime DAVANTI all'o.u., ma ATTRAVERSO, e dunque osserveremo il salto di pressione (e di velocità) dell'aria A VALLE dell'onda d'urto, dove ci sarà una regione subsonica a pressione e temperatura più alta rispetto a quel che è ancora davanti all'o.u. Sembrerà strano, ma ricordiamoci che l'onda d'urto è PERMEABILE, altrimenti non potrebbe alimentarsi se deflettesse l'aria davanti a sé. il campo che essa non ha ancora attraversato, perciò è indisturbato.

 

ho dubbi sulla chiarezza di quel che ho detto, anche perché senza un disegno è complicato illustrare fenomeni che, in realtà, come tutte le cose della natura, sono in sé semplici e ben comprensibili.

 

restoovviamente a disposizione per chiarimenti e approfondimenti.

[Wolfman]

perciò, l'indicazione di M=1 a livello del mare rimanderà ad una velocità di c.ca 1200 e passa m/s

 

Intendevi km/h vero?

[old_admiral]

sì, sì, pardon. stavo pensando contemporaneamente a 340m/s e ai 1200 Km/h.

grazie wolf.