دیوار صوتی چیست و چگونه توسط جنگنده شکسته می‌شود؟ - سرعت صوت و مافوق صوت 

سرعت صوت و دیوار صوتی به زبان ساده.
همیشه وقتی درمورد هواپیما یا موشک صحبت میشه اسم معیارهایی مثل ماخ، سرعت صوت، دیوار صوتی و این جور چیزها میاد. توی این ویدیو قصد داریم درمورد دیوار صوتی و سرعت صوت به زبان ساده صحبت کنیم. در این ویدیو به بعضی از سوالاتتون درباره طراحی هواپیما هم پاسخ داده میشه.
به زبان خیلی ساده شکسته شدن دیوار صوتی یعنی فشرده شدن مولکول های هوا در جلو دماغه و سطوح هواپیما که با تولید امواجی به اسم موج ضربه ای یا شاک ویو در ارتباطه.
بیشتر هوا از مولکول‌های نیتروژن و اکسیژنه. در هوا این مولکول‌ها مدام در حال حرکت هستند و وقتی یک هواپیما با سرعت عادی زیر صوت مثلا هفتصد کیلومتر در ساعت حرکت میکنه، این مولکول‌ها از سر راهش کنار میرن. اما وقتی سرعت هواپیما به سرعت مولکول‌های هوا نزدیک میشه، در لبه‌های جلویی هواپیما جمع میشن و به حرکت در میان.
این هوا وقتی به سرعت فشرده میشه، یک موج یک شوک تشکیل میده که یک صدای بلنده. امواج صوتی در هوا پخش میشن و میشه اون رو از روی زمین شنید و هر چی هواپیما به سطح زمین نزدیک باشه، شدت صوت هم برای شنونده بیشتره.
حالا میشه یه نتیجه گرفت. مولکول‌های هوا محدودیت سرعت صوت رو تعیین میکنند. هر چه ارتفاع بیشتر میشه تراکم مولکول‌های هوا هم کمتر میشه که باعث میشه سرعت صوت هم کم بشه.
شاک ویو در واقع یک موج فشار قویه که با رسیدن پرنده به سرعت صوت و متراکم شدن هوا بصورت مخروطی به سمت عقب هواپیما پراکنده میشه. مخروط ماخ.
این موج باعث افزایش نیروی مقاومت هوا میشه، کنترل هواپیما کمی دشوار و نیروی بالابری کاهش پیدا میکنه.
حالا هواپیما وقتی میتونه از این لایه ی پر فشار عبور کنه که سرعتش از سرعت صوت بیشتر بشه و به اصطلاح دیوار صوتی رو بشکنه. توی این لحظه صدای مهیب و انفجار مانند شنیده میشه.
shock wave
سرعتی که تولید امواج ضربه ای در اون برای یک هواپیما شروع میشه، عدد ماخ بحرانی یا Critical Mach می نامند. بعد از شکستن دیوار صوتی و عبور از اون، هواپیما به حالت عادی پرواز خود برمی گرده حالا این سرعت جدید میتونه مثلا یک و نیم برابر سرعت صوت باشه و هواپیما همون حالت عادی رو داشته باشه.
صوت در شرایط عادی تقریبا 335 یا 345 متر بر ثانیه سرعت داره. در ارتفاعات بالاتر چون تراکم هوا کم میشه صوت فواصل رو با سرعت کمتری طی میکنه. هر چه تعداد مولکول‌ها در حجم معین بیشتر باشه، صوت با سرعت بیشتری منتقل میشه. به همین دلیل سرعت صوت در جامدات بیشتر از مایعات و در مایعات بیشتر از گازهاست.
عدد ماخ نسبت سرعت هواپیما در یک محیط به سرعت صوت در همون محیطه. که به احترام دانشمند آلمانی ارنست ماخ، به این اسم نامگذاری شده.
پس عدد ماخ ، کمیتی متغیره و بسته به خصوصیات هوا مانند دما و فشار ، تغییر کرده و کاهش یا افزایش می‌یابه.
مثلا وقتی میگن هواپیمایی 0.9 ماخ سرعت داره یعنی با 0.9 سرعت صوت در حال پروازه یا وقتی میگن هواپیمایی دو برابر سرعت صوت سرعت داره یعنی سرعتش 2 ماخه.
امواج ضربه ای یا shock wave که بهش اشاره کردیم در حقیقت عامل ایجاد دیوار صوتیه. این امواج تغییر ناگهانی در فشار و دمای یک لایه از هواست که به لایه های دیگه منتقل میشه. همون مثال انداختن سنگ در آب.
#صوت #فراصوت #دیوار_صوتی
#جنگنده #پرواز #ماخ
00:00 - مقدمه
00:22 - دیوار صوتی و سرعت صوت
08:58 - طراحی هواپیماها برای پرواز فراصوت
10:39 - وضعیت خلبان هنگام شکستن دیوار صوتی
من در دیگر شبکه‌های اجتماعی:
▪️اینستاگرام:
/ deltapi
▪️توییتر:
/ deltapi_youtube
▪️تلگرام:
t.me/DeItaPi
و لایک و مشترک شدن فراموش نشه
:)))
▪️یوتیوب:
/ deltapia

Наука