Sonic boom: bạn có biết?

  • Bởi Innova
    Sep 03, 2012
    1 phản hồi
    Chia sẻ bài viết này

    Bài viết tặng tướng Ớt, bạn thân của Ỉn đang phục vụ trong quân lực bù bựa.

    Sóng âm truyền đi trong không khí với vận tốc chừng 1225km/h và hiện nay có nhiều máy bay đã vượt qua giới hạn vận tốc đó. Các thể loại máy bay bay nhanh hơn vận tốc âm thanh gọi là máy bay siêu thanh. Thường người ta chỉ thấy máy bay siêu thanh trong lĩnh vực quân sự, nhưng máy bay siêu thanh còn từng được áp dụng ngay cả trong dân sự như trường hợp máy bay Concorde của Air France. Tiếc là do sự cố an toàn nên hiện nay máy bay Concorde không còn được cho hoạt động nữa.

    Dưới đây là minh họa một số máy bay siêu thanh, và cả tên lửa:

    Khi máy bay vượt qua vận tốc âm thanh, sẽ thường xuyên phát ra những tiếng nổ lớn gọi là Sonic boom (tiếng nổ siêu thanh). Nguyên nhân của mọi vụ nổ, tất nhiên là do sự chênh lệch áp suất lớn.

    Khi máy bay di chuyển nhanh, trước mũi của nó sẽ tạo ra các sóng áp suất ở trước và sau nó. Các sóng áp suất này lan truyền với vận tốc bằng vận tốc âm thanh. Khi máy bay di chuyển càng nhanh, các sóng trên càng bị nén do không kịp lan tỏa. Vận tốc càng cao, chúng càng bị nén tới mức dồn thành 1 sóng duy nhất với năng lượng lớn.

    Minh họa dưới đây với 3 trường hợp:

    TH1: vật thể đứng yên.

    TH2: vật thể di chuyển với vận tốc bằng 0.7 vận tốc âm thanh. Sóng áp suất bị dồn trước mũi.

    TH3: vật thể di chuyển với vận tốc âm thanh. Sóng áp suất bị dồn thành 1 sóng duy nhất.

    TH4: vật thể di chuyển với vận tốc lớn hơn vật tốc âm thanh. Sóng áp suất bị đâm xuyên bởi chính máy bay.

    Khi máy bay di chuyển, áp suất không khí ở mũi máy bay bị nén rất cao. Áp suất này giảm dần dọc thân máy bay và có giá trị âm ở phần đuôi. Sự chênh lệch áp suất này gây ra 2 tiếng nổ khi máy bay đạt và vượt vận tốc âm thanh. Tiếng đầu tiên do chênh lệch áp suất ở mũi máy bay và áp suất khí quyển. Tiếng thứ hai khi máy bay đã đi qua vùng khí quyển, lúc đó có chênh lệch giữa áp suất khí quyển và áp suất phần đuôi máy bay. Do đó tiếng nổ này còn gọi là double boom. Nhưng do khoảng cách giữa hai tiếng nổ sát nhau nên không thể phân biệt bằng tai thường.

    Ngoài việc sinh ra tiếng nổ, thay đổi áp suất trong vùng nón Mach còn có thể tạo ra nón mây trắng bay kèm theo, trong điều kiện thích hợp về độ ẩm, nhiệt độ và độ cao bay. Hơi nước trong không khí gặp vùng áp suất cao đột ngột, cao hơi áp suất bão hòa hơi nước, thì bị ngưng tụ lại thành những giọt rất bé, tạo nên hình mây trắng. Ngay khi nón áp suất cao đi qua thì áp suất lại giảm, các giọt hơi nước lại bốc hơi ngay (hòa tan vào không khí). Do đó chỉ tại vùng áp suất cao mới xuất hiện mây, và do vùng áp suất cao hình nón chuyển động cùng với máy bay, sẽ có thể quan sát được đám mây hình nón cũng chuyển động với máy bay. Nón mây này nằm lùi lại một chút so với mũi máy bay, do có độ trễ trong quá trình ngưng tụ và bốc hơi của hơi nước.

    Ỉn, 2/9/2012.

    (tự nhiên lại trùng với dịp 2/9, thật là bù bựa).

    Hãy chia sẻ suy nghĩ của bạn

    1 phản hồi