Uçak ses hızını aştığında, kabinde hala gürültü olacak mı?
Wright kardeşler dünyanın ilk uçağını başarıyla uçurduklarında, insanlık sonunda uçma hayalini gerçekleştirdi! Teknolojinin gelişmesiyle, uçaklar gittikçe daha karmaşık, daha güvenli ve tabii ki daha hızlı hale geldi.
Şimdi, sesten daha hızlı hareket eden bir uçak var - süpersonik jetler. Uçak ses hızını aştığında - yani ses bariyerini aştığında, genellikle ses patlaması olarak adlandırılan yüksek ve sağır edici bir gürültü olacaktır. Yerde duran insanlar alçaktan uçan bir süpersonik uçağın ses bariyerini kırarak çıkardığı yüksek sesleri duyabilir, ancak uçaktaki insanlar sonik patlamayı duyabilir mi? Uçak sonrasındaki sesten daha hızlı olduğu için kabin birdenbire sessizleşecek mi?
Kısa cevap: Süpersonik jet ses bariyerini aştığında, kabindeki insanlar motordan gelen sesi yine de duyabilir ancak dışarıdan gelen sesi duyamazlar. Kabindeki kişiler de kabindeki sesleri duyabilir çünkü etraflarındaki hava hala uçağa göre değişir.
Uçak içerisindeki ses iç havada iletildiği için (hareket hızı uçak kadar hızlıdır), uçağın ses bariyerini geçip geçmediğine bakılmaksızın ses kabin içinde duyulabilir.
Sonik patlama nedir?
Bir nesnenin hareket hızı ses hızını aştığında, bir sonik patlama meydana gelecek ve uçakta koni şeklinde bir ses patlaması görünecektir. Sesin hızı iletildiği ortama göre değişmektedir.Burada saniyede 340 metre (saatte 1225 kilometre) olan havadaki ses hızı dikkate alınmıştır.
Hızlı uçan bir uçak, her yönde ses dalgaları üretir.Uçuş hızı arttıkça, uçağın ön ucundaki ses dalgaları, uçağı terk etmek için yeterli zamanları olmadığı için toplanma eğilimindedir. Ancak, uçak ses hızını aştığında, ses dalgalarının uçağın önünde açılmak için yeterli zamanı kalmaz, bunun yerine uçağın arkasında bir "Mach konisi" oluştururlar ve sağır edici bir ses çıkarırlar. Bu, suda hızlı hareket eden bir geminin dümen suyuna çok benzer.
Süpersonik bir uçakta nasıl bir deneyim yaşanır?
Aslında, uçaktaki kişi sonik patlamayı duyamaz çünkü kişi Mach konisinin önündedir. Basitçe söylemek gerekirse, uçak insanları ses hızından daha hızlı taşır ve ses patlamasını onlara yetişemez hale getirir.
Sonic patlaması
Uçak süpersonik olduğunda, uçağın içi sessiz kalmayacaktır. Akustik dalga, bir tür mekanik dalgadır, yani yayılması orta gerektirir. Bu nedenle ses dalgaları ortamın hareketiyle birlikte hareket eder. Örneğin, hava saniyede 100 metre hızla hareket ediyorsa, gözlemci, içindeki ses yayılma hızının saniyede 340 + 100 = 440 metre olduğunu düşünecektir. Süpersonik bir uçağın içindeki hava, uçakla aynı hızda hareket eder ve ses, uçağın içindeki havadan iletilir, böylece uçağın içindeki ses yoğunluğu hiç değişmez.
Ayrıca süpersonik uçak motorunun ürettiği gürültü uçağın kendisi aracılığıyla da kabine iletilebilmekte ve uçağın dış sesi izole edilmektedir.
