Делают ли большие самолеты больший звуковой бум?

Вопросы / ответыДелают ли большие самолеты больший звуковой бум?
0 +1 -1
flyman Админ. спросил 4 месяца назад

Я смотрел эпизод MythBusters, где они пытались разбить стеклянные окна и чашки , используя звуковой бум, созданный Шершнем F/A-18, летящим синими ангелами . Таким образом, им не удалось создать стрелу, которая могла бы разбить окна, несмотря на проход скорости Маха в пределах 200 футов от целевого здания. В последние два прохода они даже полетели прямо к зданию, чтобы сфокусировать бум прямо на доме, но окна все еще не были разбиты. **

Но с тех пор я спрашиваю себя, не были ли они неудачными, потому что самолет был слишком мал. Что, если бы звуковой бум был порожден B-1 Lancer или, возможно, Concorde, которые в несколько раз больше, чем F/A-18? Логически кажется, что, поскольку вы вытесняете больше воздуха, энергетическая волна должна иметь больше энергии. Опять же, самолет не идет быстрее, поэтому, возможно, площадь поверхности волны будет больше (из-за большей плоскости), но на самом деле у вас не будет больше энергии в любой данной точке?

Кто-нибудь знает, будет ли более крупный план, чем F/A-18, иметь более высокий энергетический звуковой бум? И это может привести к тому, что стекло разобьется?

Бонусное очко:Математическая формула, показывающая почему, я люблю эти вещи.

Для тех, кто интересуется, с чего начать звуковой бум, вот статья в Википедии .

** Просто уточнить, для тех, кто видел эпизод. Окно разбито во время прохода 200ft, но они говорят, что это произошло только потому, что рама деформировалась, а не потому, что само стекло разбилось. Их рассуждение состоит в том, что только одно окно сломалось (из нескольких окон и стеклянных чашек в этом районе), и на нем была довольно дешевая рамка.

flyman Админ. ответил 4 месяца назад

Я не знаю наверняка отношения, но я нашел это: The strongest sonic boom ever recorded was 7,000 Pa (144 psf) and it did not cause injury to the researchers who were exposed to it. The boom was produced by an F-4 flying just above the speed of sound at an altitude of 100 feet (30 m)

flyman Админ. ответил 4 месяца назад

И вот некоторые действительно хорошая информация

flyman Админ. ответил 4 месяца назад

@SSummer-спасибо, похоже, что закрутился в полный ответ ниже. Чтение, которое заставляет меня задаться вопросом, сколько избыточного давления, что F/A-18 производил на 200ft… На самом деле они не говорят в шоу.

flyman Админ. ответил 4 месяца назад

Было бы трудно использовать Concorde для этого эпизода, учитывая, что последние были основаны в 2003 году, шесть лет назад.

1 ответ
0 +1 -1
flyman Админ. ответил 4 месяца назад

Короткая версия заключается в том, что да, большие самолеты создают большие звуковые стрелы, но вы все равно должны летать очень низко (менее 100 футов.) и очень старается, чтобы повредить стекло.

Звуковой бум настолько сложен, что вы не найдете простой формулы для определения силы. В этой статье описывается инструмент моделирования под названием PCBoom3, который может быть использован для расчета звуковой стрелы.


Согласно нескольким различным местам, как это одно и это одно, размер воздушных судн влияет на интенсивность:

Факторы, Влияющие На Интенсивность Звуковой Стрелы

На интенсивность звуковых ударов влияют:

  • Вес, размеры и форма самолета.
  • Высота
  • Ориентация-ориентация осей самолета относительно направления его движения.
  • Траектория полета.
  • Атмосферные и погодные условия.

По мере увеличения размера и веса самолета интенсивность Соник увеличивается. Это связано с тем, что более крупный самолет вытесняет больше воздуха, и более тяжелый самолет нуждается в большей силе подъема для поддержания полет. Таким образом, создается более громкий и сильный звуковой бум.

и

Общие Факторы, Связанные С Звуковыми Ударами

Существует несколько факторов это может повлиять на звуковые заграждения — вес, размер, и форма самолет или транспортное средство, а также его высоту, ориентацию и траекторию полета; погода или атмосферные условия.

Более крупный и тяжелый самолет должен вытеснять больше воздуха и создавать больше подъемная сила для поддержания полета, по сравнению с небольшими, легкими самолетами. Поэтому, они создадут звуковые заграждения более сильные и более громкие чем те меньших, более легких самолетов. Чем больше и тяжелее самолет, тем сильнее будут ударные волны.

НАСА говорит, что типичный звуковой бум для F / A-18 составляет около 1,4 psf, и на другой странице НАСА говорится:

Заграждения избыточного давления звуковые измерены в фунтах на квадратный фут избыточное давление. Это количество увеличения над нормальным атмосферное давление, которое нас окружает (2,116 psf / 14.7 psi). Заодно избыточное давление фунта, никакое повреждение к структурам не было бы предположено. Сверхдавления от 1 до 2 фунтов производятся сверхзвуковым самолетом полет на нормальных рабочих высотах. Некоторые общественные реакции могут быть ожидается от 1,5 до 2 фунтов. Редкое небольшое повреждение может произойти с 2 5 фунтов избыточного давления.

По мере того как избыточное давление увеличивает, вероятность структурного повреждения и усиливается и реакция общественности. Тесты, однако, показали что структуры в хорошем состоянии были неповреждены избыточными давлениями до 11 фунтов. Звуковые заграждения произведенные самолетом летая сверхзвуковой Ат высоты меньше чем 100 футов, создавая между 20 и 144 фунтами избыточное давление, было испытано людьми без ушиба.

Повреждение барабанных перепонок можно ожидать, когда избыточное давление достигнет 720 фунтов. Избыточное давление 2160 фунтов должно быть произведено, чтобы произвести легкое ущерб.

Типичное избыточное давление типов воздушных судн:

  • SR-71: 0.9 lb, скорость Маха 3, 80,000 футов
  • Concorde SST: 1.94 lb, скорость Маха 2, 52,000 футов
  • F-104: 0,8 фунта, скорость 1,93 Маха, 48 000 футов
  • Космический челнок: 1.25 lb, скорость Маха 1.5, 60,000 футов, подход к посадке

Они также включают графику, которая показывает различие в звуковом буме между F-18 и Concorde, с Concorde, имеющим намного больший звуковой бум в том же alittude:

Звуковые Диаграммы Заграждения


Эта статья специально охватывает стекло:

Стекло . Плохо смонтированное, неповрежденное стекло в теплице было сколото ударом против точек удерживания ногтя на звуковом заграждении избыточное давление 12.1 psf. Такой же тип стекла, которое уже было повреждено, более добавочно был поврежден на конструированном избыточном давлении 7.9 psf. Большой окно толщиной в одну девятую дюйма, намеренно угол к углу, более добавочно был поврежден заграждениями среднего 6.5 psf избыточное давление.

Таким образом, типичные звуковые стрелы, создаваемые обычными самолетами, не собираются создавать где-либо рядом с 12.1 psf, что, по их словам, необходимо для чипа «плохо установленного» стекла, но самые сильные звуковые стрелы могут справиться с этим.

flyman Админ. ответил 4 месяца назад

Мне кажется, что они должны были попробовать пройти около 50 футов… Если бы это было законно. Хотя было бы интересно посмотреть, может быть, B1, на той же скорости и высоте, создал бы достаточное избыточное давление, чтобы разбить очки, которые сидели на столе в этом эпизоде.

flyman Админ. ответил 4 месяца назад

Фантастический, отличный ответ, еще раз :).