دیوار صوتی دیوار صوتی

[sokuteasemuni 1,250]

[align=center]آشنایی با دیوار صوتی(sound barrier)[/align]

مقدمه

صوت یا صدا در محیط های مکانیکی با سرعت خاص به شکل امواج انتشار می باید. در سطح دریا و وضعیت آیسا سرعت صوت 340 متر بر ثانیه است. سرعت صوت یکی از متغیر های بسیار مهم است که کاربرد بسیاری در محاسبات دارد. رفتار هواپیما در محدوده های مختلف سرعت صوت متفاوت است؛ به عنوان مثال رفتار هواپیما در سرعت های زیر صوت و بالای صوت با هم فرق می کند. چرا که در سرعت های زیر صوت، هوا تقریباً تراکم ناپذیر فرض می شود و در سرعت های بالای صوت، تأثیرات تراکم پذیری و نیز موج شوک وجود دارد.
با توجه به اهمیت سرعت صوت و برای ساده سازی روابط، عدد ماخ (Mach) تعریف می گردد. عدد ماخ عددی بی بعد است و مقدار آن تقسیم سرعت واقعی پرواز به سرعت محلی صوت به دست می آید.

سرعت صوت بر حسب عدد ماخ به پنج محدوده زیر تقسیم می گردد:

1) سرعت کم (low speed)
2) سرعت مادون صوت (subsonic)
3) سرعت حدود صوت (transonic)
4) سرعت مافوق صوت (supersonic)
5) سرعت ماوراء صوت (hypersonic)



1-مادون صوت 2-ماخ یک 3-مافوق صوت 4-موج های شوک


دیوار صوتی(sound barrier) اصطلاحی است که در پرواز با سرعت حدود صوت و مافوق صوت مطرح می شود. همزمان با حرکت هواپیما ، صدای تولید شده به علت برخورد هواپیما با هوا نیز حرکت می کند. هواپیما فقط به سمت جلو حرکت می کند ولی صوت به شکل امواج به همه سمت منتشر می شود. حرکت امواج صوتی به صورت دیواره ای است که در راستای یک مخروط است. مقدار زاویۀ راس مخروط به عوامل متعددی بستگی دارد. به این دیواره، اصطلاحاً دیوار صوتی گویند. عبور از دیوار صوتی سبب اختلال در حرکت امواج صوتی می شود. هنگامی که هواپیمایی که دارای سرعت مافوق صوت است، سرعت خود را به بالاي صوت برساند از این دیوارۀ فرضی عبور می کند و اصطلاحاً سبب شکستن دیوار صوتی می گردد. معمولاً شکستن دیوار صوتی باعث تولید صدایی مانند صدای انفجار می گردد.


تاریخچه

در اعصار آغازین دوران هوانوردی ابتدایی، هواپیماها بیشتر با سرعت های بسیار پایین نسبت به هواپیماهای امروزی پرواز میکردند که حتی به بیشتر از 300 کیلومتر در ساعت نمیرسید؛ در حالی که چنین سرعتی، سرعت مطلوب برای تیک آف یا برخاست یک هواپیمای جنگنده امروزی است و رسیدن به چنین سرعتی ، ابداً مستلزم تلاش بسیار و فشار آوردن بیش از حد به موتور نمیباشد. اما رفته رفته، سرعت هواپیماها حتی با موتورهای پیستونی گاه بالای 650 کیلومتر بر ساعت رسیده و از آن زمان بود که دانشمندان علوم آیرودینامیک دریافتند که با افزایش سرعت، به تدریج میزان پسا افزایش پیدا کرده و در سرعت معینی، دیگر هواپیما قادر به سرعت گرفتن نبوده گاه نیز استال میشوند.
در آن زمان، علت این موضوع بدین گونه بیان شد که با افزایش سرعت، به تدریج سرعت گردش انتها یا نوک پرههای پروانه موتور، به سرعت صوت نزدیک شده و سرانجام در حداکثر سرعت یک هواپیمای پیستونی که حدود 950 کیلومتر میباشد، سرعت انتهای پرهها از سرعت صوت گذشته و پسا یا درگ بسیاری ایجاد میشود که خود مانع سرعت گرفتن بیشتر هواپیماست. در چنین سرعت هایی، پروانه موتور هواپیماهای پیستونی، نه تنها تراست یا نیروی کشش تولید نمیکند، بلکه در اثر سرعت بسیار زیاد، تبدیل به یک دیسک یا دایره توپر چرخنده میشود که جز ایجاد درگ و پسا، کار دیگری انجام نمیدهد .
آیرودینامیست های آن زمان این حد را یک محدوده سرعت یا همان دیوار صوتی در نظر گرفته و بسیاری از آنان نیز بر این عقیده بودند که گذشتن از دیوار صوتی و پشت سر گذاشتن آن، کاری غیر ممکن است؛ اما با ورود به عصر جت و پیشرفت علم آیرودینامیک، این کار برای جنگندههای امروزی کاری بس سهل و آسان است.
اولین بار خلبانی آمریکایی به نام چاک ییگر، با انجام اصلاحاتی بر روی یک بمب افکن قدیمی آن را به چهار موتور موشکی مجهز کرده و بر فراز بیایانی در آمریکا، پس از جدا شدن از هواپیمای مادر، به پرواز در آورد. پس چند ثانیه پرواز هواپیمای پرتقالی رنگ ملقب به X-1 به صورت گلاید، خلبان چهار موتور موشکی خود را روشن کرده و پس از چند لحظه صدایی رعد آسا در آسمان شنیده شد که همان نتیجه شکستن دیوار صوتی برای اولین بار در جهان بود. در این آزمایش، این هواپیما به سرعت 16/1 ماخ دست یافت، و با ورود به عصر جت، رویای شکستن دیوار صوتی و پا گذاشتن به سرعت صوت نیز به واقعیتی بسیار قابل لمس مبدل گشت.


خصوصیات صوت و دیوار صوتی

خصوصیات صوت و دیوار صوتی چیست و چرا گذر از آن نیازمند قدرت و کشش و توانایی زیادی است. صوت، در شرایط عادی (دما، فشار و ... معمولی) در سطح دریا دارای سرعتی معادل 332 متر بر ثانیه یا 1195 کیلومتر بر ساعت میباشد که این سرعت، با افزایش ارتفاع و کاهش فشار و تراکم هوا، کاهش یافته و در ارتفاعات بالاتر، صوت فواصل را با سرعت کمتری میپیماید. این مسئله بدین صورت است که صوت از طریق ضربات ملکول های هوا به یکدیگر و انتقال انرژی آنها فضا را طی میکند و هر چه تعداد مولکول ها در یک حجم معین بیشتر باشند، انتقال انرژی زودتر صورت پذیرفته و صوت با سرعت بیشتری انتقال مییابد؛ چنانکه سرعت صوت در مایعات بیشتر از هوا و در جامدات بسیار بیشتر از مایعات و هوا و معادل 6000 کیلومتر بر ساعت است.

پس در نتیجه افزایش ارتفاع، تعداد ملکول ها در یک حجم معین کاهش یافته و صوت با سرعت کمتری فضا را میپیماید. دیوار صوتی، شیئی فیزیکی و قابل روئیت نیست؛ بلکه به دلیل اینکه گذشتن از سرعت صوت نیازمند توان بسیار بالای موتور و آیرودینامیک بسیار خوب میباشد، این حد را یک مانع برای رسیدن به سرعت های بالاتر دانسته و از آن به نام دیوار صوتی یاد میکنند . عدد ماخ، در حقیقت همان نسبت سرعت شیء پرنده یا همان هواپیما به سرعت صوت محیط است که به احترام دانشمندی آلمانی که برای اولین بار چنین مقیاسی را در نظر گرفت، آن را «ماخ » نام نهادند. پس عدد ماخ، کمیتی متغیر است و بسته به خصوصیات هوا مانند دما و فشار، تغییر کرده و کاهش یا افزایش مییابد.


عامل ایجاد دیوار صوتی

امواج ضربهای یا Shockwaves در حقیقت همان عامل اصلی ایجاد دیوار صوتی هستند. امواج ضربهای، تغییری ناگهانی در فشار و دمای یک لایه از هواست که میتواند به لایههای دیگر منتقل شده و به صورت یک موج فضا را بپیماید. برای درک بهتر مطلب، وقتی که سنگی در آب انداخته میشود، موجهایی در آب بوجود میآیند که به سمت خارج در حال حرکتند. این امواج، نتیجه افزایش سرعت یا اعمال نیرو به لایهای از ملکول های آب است که قادر به انتقال به لایههای دیگر نیز میباشد، و امواج ضربهای نیز، همان امواج درون آب هستند، با این تفاوت که آنها در سیالی دیگر به جای آب به نام هوا، تشکیل میشوند.

در سرعت های نزدیک سرعت صوت، فرضیه غیر قابل تراکم بودن هوا رد شده و ضریب تراکم هوا به 16% در میرسد، که مقداری غیر قابل چشم پوشی است. در این سرعتها هوای جلوی بال یا لبه حمله به شدت متراکم گشته و دما و فشار آن به طرز قابل توجهی افزایش مییابد، همین مسأله، یکی از عوامل ایجاد امواج ضربهای است. هواپیما با حرکت خود در هوا، نظم فشار هوای محیط را بر هم میزند و همانند قایقی که در آب در حال حرکت است، امواجی از آن ساطع شده و به دلیل اینکه این امواج با سرعت صوت حرکت میکنند و هواپیما زیر سرعت صوت در حال سیر است، از آن دور میشوند.

اما کم کم، با نزدیک شدن به سرعت های ترانسونیک و حدود سرعت صوت، این امواج فرصت دور شدن از هواپیما را نداشته و در جلوی بال متراکم میشوند. در مناطقی از بدنه هواپیما که سطوح ناموزونی نسبت به جهت حرکت هواپیما دارد، سرعت گذر هوا افزایش یافته و بر اساس اصل برنولی، با افزایش سرعت سیال، فشار آن کاهش مییابد. در چنین سرعت هایی، هوای اطراف این سطوح به سرعت صوت میرسد، گر چه هواپیما هنوز به سرعت صوت نرسیده باشد. در نتیجه رسیدن بعضی سطوح به سرعت صوت، امواج ضربهای تولید شده و درگ یا پسای فراوانی را قبل از رسیدن به سرعت صوت تولید میکنند، که همین مسأله گذر از دیوار صوتی را مشکل مینماید.


عدد ماخ بحرانی

به سرعتی که در آن حداقل یکی از سطوح هواپیما به سرعت صوت رسیده باشد، گر چه این پدیده در مورد خود هواپیما صادق نباشد، عدد ماخ بحرانی یا Critical Mach Number میگویند. عدد ماخ بحرانی را میتوان به سرعتی که نمودار پسا در مقابل سرعت سیر صعودی میگیرد، نیز تعریف نمود. در این سرعت، فرامین هواپیما کم کم شروع به درست جواب ندادن کرده و حالتی شبیه به کوبیدن بر روی بال توسط امواج ضربهای بوجود میآید که با گذر از دیوار صوتی، فرامین هواپیما به حالت طبیعی خود باز میگردند.

بنابراین، در سرعتی که هواپیما به عدد ماخ بحرانی خویش میرسد، پسا به دلیل ایجاد امواج ضربهای بطور قابل توجهی افزایش مییابد، پس، باید تلاش بر آن باشد تا عدد ماخ بحرانی هر چه بیشتر با بهبود ویژگی های آیرودینامیکی افزایش یابد، چون اگر این اتفاق در سرعت های پایینتر رخ دهد، هواپیما نیز باید از سرعت پایینتری جدال با افزایش پسا را شروع کند.


چرا با تولید امواج ضربهای، پسا افزایش مییابد؟

قانونی در مبحث دیوار صوتی بیان میکند که هر جریان هوایی که از یک موج ضربهای بگذرد، موج ضربهای انرژی جنشی سرعتی آن را گرفته و در خور تبدیل به گرما و افزایش فشار میکند، در نیتجه سرعت جریان هوای گذرنده از موج ضربهای به میزان قابل توجهی کاهش مییابد. با کاهش سرعت جریان هوا در جلوی بالها در سرعتهای نزدیک سرعت صوت، تلاش پیشرانه یا موتورهای هواپیما باید چند برابر شود تا اثر کاهش سرعت در اثر موج ضربهای را خنثی نماید. در صورتی که عدد ماخ بحرانی هواپیمایی پایین باشد، در سرعتهای پایین باید نیروی رانشی هواپیما چند برابر شود که مصرف سوخت فوق العادهای را برای گذر از دیوار صوتی به دنبال خواهد داشت؛ اما، در صورت بالا بودن عدد ماخ بحرانی، هواپیما فقط مدت کوتاهی نیازمند قدرت و کشش بسیار زیاد برای شکستن دیوار صوتی میباشد.

با اعمال نیروی فراوان رانشی، سرانجام هواپیما بر مشکل پسای زیاد فائق آمده و از دیوار صوتی میگذرد. در نتیجه این عمل، امواج تولید شده توسط هواپیما از آن جا مانده و پشت سر هواپیما حرکت میکنند. در این حالت، وضعیت به حالت عادی بازگشته و پسای ایجاد شده به وضعیت نرمال باز میگردد. بعضی از هواپیماها از تمام نیروی پس سوزشان یا 100% قدرت موتور برای گذر از دیوار صوتی و یا سرعت 1,195 کیلومتر بر ساعت استفاده میکنند، در حالی که در سرعت های بسیار بالاتر، تنها از 30% قدرت موتور برای رانش به جلو بهره میجویند. با دقت در این مثال ، میتوان به خوبی افزایش درگ و پسا و قدرت فروان لازم برای غلبه بر آن در سرعتهای نزدیک به سرعت صوت را درک و تجزیه و تحلیل نمود.


اثرات شکست دیوار صوتی

امواج ضربهای توسط هواپیما در سرعت صوت، بسیار قدرتمند میباشند، چنانکه در صورت پرواز هواپیما نزدیک به زمین و گذر آن از دیوار صوتی، امواج ضربهای با منتهای قدرت به اجسام زمینی مانند شیشههای منازل و ساختمان ها برخورد نموده و باعث شکستن آنها میشود، یا حتی اگر شخصی در معرض امواج ضربهای بطور مستقیم قرار گیرد، احتمال از دست دادن شنوایی و پاره شدن پرده گوش بسیار است.

از امواج ضربهای، در بمب ها و تسلیحات دیگر نیز استفاده میشود. بمب ها با یک افزایش دما و فشار ناگهانی در لایههایی از هوا، امواج ضربهای بوجود آورده که از طریق هوا انتقال یافته و باعث شکستن شیشهها و تخریب دیوارها نیز میشود. اگر شخصی در فاصلهای نسبتاً نزدیک در فضایی تهی از هوا و خلاء، حتی نزدیک یک بمب ده تنی ایستاده باشد، بر فرض منفجر کردن بمب، آسیبی به وی نخواهد رسید، چون هوایی برای انتقال امواج ضربهای وجود ندارد.

به دلیل تولید امواج ضربهای در سرعت های حدود سرعت صوت، خلبانان سعی میکنند فقط مدت کوتاهی در چنین سرعت هایی ترانسونیک پرواز کرده و به زودی از دیوار صوتی گذر کنند، چون پرواز در این سرعت ها نیروی بسیار زیاد موتور در نیتجه افزایش فوق العاده میزان مصرف سوخت را در پی دارد.


صدای انفجار

امواج حاصله از حرکت هواپیما یا صدای تولید شده در اثر حرکت ، هر بار در سرعت های زیر سرعت صوت از هواپیما دور شده و به گوش شنونده میرسد. اما با رسیدن هواپیما به سرعت صوت، این صداها دیگر فرصت دور شدن از هواپیما را نداشته و کلاً در جلوی هواپیما جمع میشوند. با گذر از سرعت صوت، صدایی چند ده برابر شده از حرکت هواپیما باهم به گوش شنونده میرسد که مانند یک انفجار شدید یا صدای رعد و برقی بسیار قدرتمند میباشد. 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. اما از امواج ضربهای در موتورهای جت نیز استفاده میشود. بدین گونه که، هوا ورودی در موتورهای جت، حتی اگر هواپیما با سرعت های بالای صوت پروزا نماید، باید زیر سرعت صوت باشد تا قابلیت احتراق را در موتور داشته باشد.


طراحی هواپیما

بنابراین، اکثراً در ورودی موتورهای هواپیماهای جنگنده مخروطی را به شکل کامل یا نصف مانند هواپیماهای میگ 21 یا اف 104 استارفایتر دیده میشود، که فلسفه ایجاد این مخروط تولید عمدی امواج ضربهای است. در صورت تولید امواج ضربهای، هوای عبوری از میان آن با سرعت کاهش یافته یا زیر صوت وارد موتور میشود و فرآیند احتراق بطور کامل انجام میپذیرد. برای انجام پروازهای مافوق صوت ، اغلب هواپیماهای جنگنده از مقطع بال های ویژهای که عدد ماخ بحرانی را به حداکثر میرسانند، استفاده مینمایند و مقطع بال ها معمولاً بسیار نازک و متقارن میباشد.

به عقب برگشتگی بال های هواپیماهای مدرن نیز در نتیجه تلاش برای افزایش عدد ماخ بحرانی بوده، چرا که آزمایش های تونل باد نشان داده که با به عقب برگشتگی بالها به میزان چند درجه عدد ماخ بحرانی به میزان قابل توجهی افزایش مییابد، تا جایی که هواپیماهای مسافربری سریع السیر مانند بوئینگ 747 که در حدود سرعت صوت یا حدود 980 کیلومتر بر ساعت پرواز میکنند، نیز به بال هایی به عقب برگشته مجهزند.

در برخی از هواپیماها، مانند هواپیمای اف 14 تامکت، از سیستم بال های متغیر استفاده شده که در این سیستم، در سرعتهای پایین که از عدد ماخ بحرانی خبری نیست بال ها گسترده میشوند و برای فراوانی تولید میکنند، ولی رفته رفته با نزدیک شدن به سرعت صوت، کامپیوتر موجود در این سیستم خود زاویه لازم برای افزایش عدد ماخ بحرانی را محاسبه کرده و بال را متناسب با زوایه آن تغییر داده و به عقب بر میگرداند. این سیستم به دلیل هزینههای بالا و سنگینی بیش از حد آن، دارای استفاده محدودی میباشد.


دسته بندی هواپیماها

هواپیماهای زیر سرعت صوت یا مادون صوت با محدوده سرعت 350 تا 950 کیلومتر بر ساعت، Subsonic
هواپیماهای حدود سرعت صوت با محدوده سرعت 950 تا 1200 کیلومتر بر ساعت، Transonic
هواپیماهای سرعت صوت با محدوده سرعت دقیقاً سرعت صوت نسبت به محیط، Sonic
هواپیماهای بالای سرعت صوت یا مافوق سرعت صوت با محدوده سرعت 1 ماخ تا 5 ماخ، Supersonic
هواپیماهای با سرعت بسیار بیشتر از سرعت صوت با محدوده سرعت 5 ماخ و بالاتر، Hypersonic


منابع :

مدرسه ی هوانوردی

تین نیوز

ویکی پدیا

گردآوری : محمد حسین م.

هر گونه استفاده از اين مطلب ، تنها با ذكر نام سايت و ارائه ي لينك اين صفحه ، مجاز است.

[call-of-duty 245]

دستت درد نکنه.
تاپیک مفیدیه.
کاش مثال هایی از هواپیماها هم میزدی.

[EBRAHIM 153]

تشکر برادر.

در نتیجه رسیدن بعضی سطوح به سرعت صوت، امواج ضربهای تولید شده و درگ یا پسای فراوانی را قبل از رسیدن به سرعت صوت تولید میکنند، که همین مسأله گذر از دیوار صوتی را مشکل مینماید.

این موج ها انقدر قوی هستند که هواپیماها میبایست فورا از آنها فرار کنند و این سرعت را رد کنند،چرا که سازه هواپیماها تنها توانایی مقاومت لحظه ای در برابر آنها را دارد،در غیر این صورت هواپیما در هوا منهدم خواهد شد! منتقل شد.

عکسها:

[align=center]












(برای مشاهده در اندازه اصلی _Normal_ را از ابتدای نام تصویر در لینک آن حذف کنید.)[/align]

[sokuteasemuni 1,250]

سلام

خواهش مي كنم.

مادون صوت مانند اي-10 ، هواپيماهاي ملخي و توربوپراپ و ...

ترانسونيك مانند بوئينگ 747 كه سرعت جريان اطراف برخي قسمتهاي آن از سرعت صوت عبور مي كنه.

sonic رو راستش سراغ ندارم

مافوق صوت هم كنكورد و جنگنده هايي مثل فانتوم و تامكت و فاكس بت و ...

هايپر سونيك مانند هايپر ايكس(ايكس-43) و يا بوئينگ ايكس-51

[call-of-duty 245]

دوستان یه سوال! کدوم هواپیمای ملخی میتونه دیوار صوتی رو بشکنه؟
اگه بشکنه ملخ هاش تیکه تیکه نمیشه؟

[fath 4,686]

بسیار عالی بود ممنون

[arminheidari 24,405]

وقتی این حالت پیش میاد حتما دیوار صوتی شکسته میشه؟
یعنی امکان داره این حالت پیش بیاد ولی دیوار نشکنه؟

بله در این حالتدر حال عبور از سرعت صوت و تشدید حاصله از آن هستید
و آن خواص هوا برای تطبیق با شرایط تغییر کرده و بخار اطراف تولید می شود که چند لحظه است

این لینک خیلی اطلاعات خوبی می دهد
http://faryadras-moj.blogfa.com/post-51.aspx

[SSADEGHS 3,041]

به نام خداوند بخشنده مهربان

درود بر روان پاک شهدای ایران زمین

پیشگفتار :

در هوانوردی دیوار {سد } صوتی را نقطه ای می دانند که متحرک برای دستیابی به سرعت فرا صوت از آن نقطه گذر می کند . نخستین بار در دهه 50 میلادی دیوار صوتی شکسته شد .


تاریخچه :

از قرن 19 به این سو بیشتر جنگ افزارهای گرم دارای سرعت دهانه خروجی فراصوت بودند . اما به راستی نخستین بار چه زمانی دیوار صوتی شکسته شد ؟
باورش کمی سخت می نماید اما به گمان برخی از زیست دیرینه شناسان که از مدل سازی های رایانه ای برمبنای قابلیت های بیومکانیکی بهره برده اند نخستین بار 150 میلیون سال پیش برخی از دایناسورهای دراز دم هم چون آپاتاساروس و دیپلودوکوس قابلیت حرکت دادن سریع و ناگهانی دم خود را با سرعتی فرا صوت داشته اند {احتمالا برای تولید صدایی هراس انگیز این کار را می کردند هرچند که این نظریه مورد مناقشه است و کاملا پذیرفته نشده است}. جالب آن که نخستین تلاشها برای نزدیک شدن به سرعت صوت با ناکامی هایی همراه شد که به یافته های بسیار راهگشایی برای بشر انجامید از جمله موتورهای جت
بسیاری از هواپیماهای اولیه بودند که نوک پروانه هایشان به سرعتی فرا صوت می رسید { برای مثال در حالت شیرجه به این سرعت می رسیدند که با تلفات و تصادفات مکرری هم در تاریخ هوانوردی همراه است } و صدای وزوز آزار دهنده ای را هم ایجاد می کرد اما مشکل اینجا بود که این پروانه ها با نزدیک شدن به سرعت صوت دچار ضعف عملکرد می شدند برای رفع این ضعف از موتورهایی با توان بیشتر و صدالبته وزن بسیار بیشتر بهره بردند که در نهایت توان مورد نظر را به دست نمی دادند این معضل یکی از دلایلی بود که افرادی هم چون هانس ون اوهاین در آلمان را به پژوهش پیرامون موتورهای جت سوق داد .
با وجود ادعاهای گوناگون درباره زمان نخستین شکست دیوار صوتی در طول جنگ جهانی دوم باید نخستین فردی که این عمل را رسما به انجام رسانده چاک ییگر آمریکایی بدانیم .
ییگر در اکتبر 1947 در ارتفاع 45000 پایی و با سرعت 1 ماخ با هواپیمای بل ایکس 1 توانست دیوار صوتی را بشکند .
هرچند در تاریخ مذکور دیوار صوتی شکسته شد اما این مورد رسما پذیرفته نشد و سال بعد دوباره با هواپیمای ایکس پی 86 تکرار شد .

دیوار صوتی :

عوامل گوناگونی بر سرعت صوت اثر گذار هستند مانند چگالی ، رطوبت و دمای محیط مربوطه مثلا سرعت صوت در آب با هوا متفاوت است و یا سرعت صوت در هوا با دماهای گوناگون متفاوت است . به طور کلی سرعت صوت را برابر یک ماخ در نظر می گیریم که برابر 1224 کیلومتر بر ساعت می باشد . برای عبور از این سرعت و شکستن دیوار صوتی لازم است جسم متحرک استحکام بالایی داشته باشد تا متلاشی نشود . عامل اصلی ایجاد این دیوار امواج ضربه ای می باشد که تعییراتی ناگهانی را در فشار و دمای لایه های هوایی ایجاد می کنند و به شکل موج های فضا از لایه ای به لایه دیگر منتقل می شوند .این امواج در حقیقت به دلیل تغییر سرعت و وارد شدن نیرو به لایه های سیال هوا ، از لایه ای به لایه دیگر جابه جا می شوند .
شکستن این دیوار بسیار سخت است :
وقتی سرعت هواگرد به سرعت صوت نزدیک می شود هوای اطراف بدنه به خصوص بالها به شدت متراکم می شود و لایه های هوا دچار تغییرات شدیدی در دما و فشار می شوند در نتیجه امواج ضربه ای تولید می شود ، از طرفی هواگرد با حرکت خود نظم فشار هوای محیط را بر هم می زند و امواجی از خود می تاباند اما سرعت این امواج سرعت صوت است و سرعت هواپیما زیر صوت در نتیجه از هواپیما دور می شوند اما هر چه بیشتر هواگرد به سرعت صوت نزدیک می شود این امواج زمان کمتری برای دور شدن از آن می یابند و در اطراف هواپیما به خصوص بالها متراکم می شوند در صورتی که هواگرد دارای سطوحی نامتجانس با جهت حرکتش باشد در این صورت سرعت گذر هوا افزایش می یابد و بر اساس اصل برنولی در این لحظه فشار سیال { هوا} نیز کاهش می یابد در چنین شرایطی است که هوای اطراف سطوح نامبرده به سرعت صوت می رسند درحالی که هنوز هواگرد به سرعت صوت نرسیده این شرایط خود باعث تولید امواج ضربه ای می شود و پسای فراوانی را پیش از رسیدن به سرعت صوت به هواگرد تحمیل می کند که دلیل اصلی سختی شکستن دیوار صوتی می باشد .

دیوار فرو می ریزد ......

همان طور که گفته شد تفاوت سرعت امواج و هواپیما باعث فاصله افتادن بین آنها می شود صدا هم موج است !! در نتیجه زمانی که هواپیما به سرعت صوت نرسیده صدا هم با سرعت زیر صوت به گوش شنونده می رسد اما زمانی که هواپیما به سرعت صوت رسید اصوات دیگر فرصت دور شدن از هواپیما را نمی یابند و در جلوی آن جمع می شوند و هنگام گذر از سرعت صوت صدایی همانند انفجار به گوش می رسد .

دلیل اصلی نگارش این نگاشته توسط بنده مشاهده تصویر شکستن دیوار صوتی توسط رپتور بود که امروز در سایت قرارش دادم اگر شما هم مانند بنده از تصاویر مربوط به شکستن دیوار صوتی لذت می برید حتما از خود پرسیده اید دلیل ایجاد توده های سفید رنگ اطراف هواپیما چیست ؟

پاسخ اینجاست که زمانی که هواپیما در محیطی با درصد بخار آب زیاد دیوار را می شکند بخار آب موجود در هوا به دلیل ضربات امواج ضربه ای فشرده شده و برای زمانی بسیار اندک هاله ای سفید رنگ را ایجاد می کنند .

در لینک زیر می توانید شکستن دیوار صوتی در محیطی با درصد بخار آب بالا را ببینید ، به هاله سفید گسترده ای که ایجاد می شود دقت کنید :

http://www.yjc.ir/fa...دیوار-صوتی-فیلم

تصاویری از شکستن دیوار صوتی توسط اف 4 ، اف 14 ، اف 15، اف 16، اف 18، اف 22 ، میگ 29 :

منابع :

http://www.nytimes.c...nd-barrier.html

http://en.wikipedia....i/Sound_barrier

http://solid-mechani...04/07/post-140/

http://www.yjc.ir/fa...دیوار-صوتی-فیلم

http://apod.nasa.gov...d/ap070819.html

بهره بری از این نگاشته با یاد WWW.MILITARY.IR آزاد می باشد .

[kaftar 570]

b-2 مگه مادون صوت نیست؟
فکر کنم عکس فتوشاپه

[SSADEGHS 3,041]

b-2 مگه مادون صوت نیست؟
فکر کنم عکس فتوشاپه

بله دوست عزیز حق با شماست ممنون از تذکر شما اون عکس به نظر فوتوشاپ می آید من بی 2 و بی 1 را با هم اشتباه کردم !!

تصویری از شکستن دیوار صوتی توسط بی 1 :

[elo 7,700]

دوست خوبم درود بر شما و ممنون بابت زحمتتون ،منتها
هیچکدام از تصاویر مربوط به دیوار صوتی نبوده و نیستن ، متاسفانه چند سالی هست که اینگونه تصاویر روی سایتهای ایرانی بنام دیوار صوتی نشون داده میشن
محض اطلاع دوستان دیوار صوتی قابل دیدن نیست ، این تصاویر فقط بحث تراکم و چگالش نسبی رطوبت در اثر حرکت هواپیما هستن که بستگی به
درصد رطوبت
درجه حرارت
ارتفاع
سرعت جنگنده
سرعت باد و... ترکیبی از این فاکتئرها دارند یعنی ممکنه 90 درصد این تصاویر سرعت جنگنده ها حتی نزدیک به دیوار صوتی هم نباشه، توی تصاویر اگر دقت کنین بویژه در لبه های بال ، دم و سکان هواپیما این پدیده رو به وضوح میبینیم
به همین دلیل گاها حتی اطراف هواپیماهای مسافری و یا تفریحی کوچیک با رعایت همون شرایط گفته شده اینگونه تشکیل مه رو خواهین دید، این تراکم و افزایش و چگالش رطوبت و تشکیل مه در اطراف بدنه هواپیماها بویژه نوک بالها و سکانها و تیل ،ربطی به دیوار صوتی نداره ، تصویر بی 2 که بخاطر آیروداینامیکش سهله ، میتونین تصاویر هواپیماهای کوچیک تفریحی و بالاخص جتهای کوچیک رو هم در چنین وظعیتی بالاخص در لبه بالها ببینین

امیدوارم دوستان بیشتر دقت کنن و هر تصویری رو بعنوان دیوار صوتی نزارن

[SSADEGHS 3,041]

بله کاملا درست می فرمایید اما اگر مطلب بنده را کامل می خواندید می دیدید که هم کلامیم !

حتما از خود پرسیده اید دلیل ایجاد توده های سفید رنگ اطراف هواپیما چیست ؟

پاسخ اینجاست که زمانی که هواپیما در محیطی با درصد بخار آب زیاد دیوار را می شکند بخار آب موجود در هوا به دلیل ضربات امواج ضربه ای فشرده شده و برای زمانی بسیار اندک هاله ای سفید رنگ را ایجاد می کنند .

.

.

.

عوامل گوناگونی بر سرعت صوت اثر گذار هستند مانند چگالی ، رطوبت و دمای محیط مربوطه........
.
.
.
........اما هر چه بیشتر هواگرد به سرعت صوت نزدیک می شود این امواج زمان کمتری برای دور شدن از آن می یابند و در اطراف هواپیما به خصوص بالها متراکم می شوند در صورتی که هواگرد دارای سطوحی نامتجانس با جهت حرکتش باشد در این صورت سرعت گذر هوا افزایش می یابد و بر اساس اصل برنولی در این لحظه فشار سیال { هوا} نیز کاهش می یابد در چنین شرایطی است که هوای اطراف سطوح نامبرده به سرعت صوت می رسند درحالی که هنوز هواگرد به سرعت صوت نرسیده این شرایط خود باعث تولید امواج ضربه ای می شود و پسای فراوانی را پیش از رسیدن به سرعت صوت به هواگرد تحمیل می کند که دلیل اصلی سختی شکستن دیوار صوتی می باشد .

در ثانی تعریفی که از دیوار صوتی ارائه دادم به وضوح بیانگر مفهوم انتزاعی اون هست :
در هوانوردی دیوار {سد } صوتی را نقطه ای می دانند که متحرک برای دستیابی به سرعت فرا صوت از آن نقطه گذر می کند .
بنابراین دوست عزیز وقتی بنده می گویم فلان هواگرد در حال شکستن دیوار صوتی ، منظورم شکستن دیوار انتزاعی نیست بلکه منظور قرار گیری هواگرد در حالت نزدیک شدن به سرعت صوت و احیانا عبور از آن است .

[elo 7,700]

دوست خوبم من سلام
من همه نوشته اتونو خونده بودم
بحث دیوار صوتیتونو هم ایرادی ندیدم منتها من این بحث رو تقریبا دو سال پیش هم با یکی دیگر از دوستان داشتم اونجا هم اون دوست تعاریفشون از دیوار صوتی درست بود منتها همچین تصاویری رو برای دیوار صوتی قرار داده بودن!!!
بحثتون بابت دیوار صوتی کاملا علمی و منطقی و مستنده منتها استفاده از این تصاویر کاملا نادرست و غلطه(متاسفانه در انتهای نوشته اتون خودتون هم نوشتین تصاویر عبور از دیوار صوتی توسط اف-4 و...که کاملا غلط ، اشتباه و نادرسته)
اگر کمی سرچ کنین میبینین متاسفانه همین تصاویر بعنوان عبور از دیوار صوتی دارن کم و بیش توی سایتهای ایرانی مطرح میشن که مطلقا غلط و نادرسته
شاید یکی از دلایل اینکار استفاده دانش پژوهانی همچون شما از این تصاویر هستش
حیفه اونهمه دانش پشت این دروغها رنگی دیگه بگیرن
و جالب هم اینجاست که خیلی های ما نمیخوایم متنو بخونیم و همین تصاویر زیبا رو بعنوان تصاویر عبور از دیوار صوتی مد نظر قرارمیدیم
از اندیشمندان و پژوهشگرانی چون شما بیشتر از اینها انتظار میره
عنوان تاپیک،تکرار چند باره شکل، فیل، کلیپ و تصویر عبور از دیوار صوتی!!! اونم گاها برای بی 1 و بی 2(که باید دسته کم حساسیت خودتون بیشتر میکرد و یا اون تصاویر توربولنسی لبه بال)
همون تصویر ابتداییتون بوضوح نشانگر همه اونچیزهاییه که باید باشه
عدم ارتباط این تصاویر به دیوار صوتی و عبور از اون!!!!!!!!!!!!!
امیدوارم بیشتر دقت کنین ویرایش شده در اسفند 91 توسط elo

[SSADEGHS 3,041]

دوست خوبم باید خدمتتان عرض کنم کلیت حرف شما درست است کما اینکه در پست پیشین خودم هم عرض کردم تعریفی که از دیوار صوتی ارائه می شود بیشتر رساننده مفهومی انتزاعی است و غنای لازم برای بیان اصل مطلب را ندارد اما خواه ناخواه این هاله سفید در ذهن اکثریت مخاطبین به عنوان [b]محل [/b]دیواره صوتی شناخته می شود حال آنکه ماهیت این هاله و علت شکل گیری آن چیزی دیگری است !
بله بنده هم در ابتدای تصاویر نوشته ام فلان پرنده در حال شکستن دیوار صوتی اما منظور من شکستن [b]یک محل [/b] نبوده است منظور من از این عبارت گذر پرنده { یا نزدیک شدن پرنده } به سرعت صوت است . کما اینکه می پذیرم این عبارت در معنی نارسا و نادرست است اما خوب یا بد مصطلح هم هست !
اما در این میان نکته تاسف بر انگیزی وجود دارد که نظر شما را به آن جلب می کنم :
حقیقت این است که تغییر ماهیت نگرش توده مردم نسبت به چیزی امری زمان بر ، هزینه بر و گاه ناشدنی است ! بنده حقیر پیش از این کوشش کردم در تاپیک نهان کاری نگرش نسبت به مفهوم نهان کاری را در حد دانش اندک خود بهبود ببخشم { اصلا بحث اصلاح به کنار !} اما ...
به هر حال این معضل تنها در کشور ما وجود ندارد !فی المثل شاید جالب باشد بدانید در مباحث اپیدمیولوژیک چند سالی است در میان توده مردم از واژه اپیدمی کمتر بهره می برند و از عبارت طغیان بیماری { outbreak of disease } بهره می برند چرا ؟ به این علت که در میان توده مردم اپیدمی به سرعت به مرگ و میر گسترده و همه گیر تعبیر می شود حال آنکه این طور نیست اپیدمی یعنی بروز و وقوع یک بیماری بیش از حد انتظار !
مثال بالا جهان شمول است اما یک مثال وطنی که ملموس تر هم هست :
نخستین جلسه درس میکروبیولوژی عمومی ما استاد اولین چیزی که به ما درس می داد این بود : بچه ها از واژه میکروب یا جرم بهره نبرید از میکروارگانیسم بهره ببرید چرا ؟ برای اینکه در جامعه ما اگر بگویی میکروب توده مردم به بیماری فکر می کنند در حالی که تنها 10 درصد میکروارگانیسمهای شناخته شده پاتوژن به حساب می آیند !
زیاده گویی کردم .... مقصود بنده این بود اگر به دنبال تغییر نگرش مردم هستی این امر خیللللللللللللی سخت است اما اگر بیان علمی جایگزینی را سراغ دارید از شما خواهش می کنم در همین تاپیک آن را ارائه دهید تا من کم سواد هم از شما درس بگیرم و این نگرش اصلاح شود .
در هر حال از گفت و گو با شما لذت بردم .
موفق باشید دوست عزیز

[davoud 183]

در مورد هواپيماي B2 كه صحبت شد يه نكته اي رو بايد اضافه كنم.

كلا در هواپيماهاي با سرعت ترنسونيك و يا هر وسيله پرنده اي كه داره با سرعت ترنسونيك ( انتقال صوتي) درون يك سيال مثل هوا حركت ميكنه ، امكان داره در آن واحد سرعت عبور هوا از روي سطوح پرنده در بعضي نقاط بالاتر از سرعت صوت يعني سوپرسونيك باشه و در همون لحظه سرعت عبور هوا از روي سطوح قسمت هاي ديگه زير صوتي باشه.

اين مساله دقيقا ارتباط مستقيم با شكل و فرم طراحي پرنده داره. در نتيجه اين اثر طبيعي ، فشارهاي مكانيكي متنوعي با قدرت هاي قوي تا ضعيف به نقاط بسيار نزديك به هم در يك قسمت (مثلا بال) وارد ميشه و همين عامل يكي از بزرگترين چالش هاي طراحي هواپيماهاست.