Uçak ses duvarını aşarken neden korkunç bir patlama duyulur?

0
17

Ses, dalga şeklinde meydana gelen fiziksel bir olay, bir titreşimdir ve maddeye bağlıdır zira ses dalgalan hava, su, metal gibi ayrı ayrı her ortam içinde onların karakteristik olan sabit bir hızla yayılan zayıf basınç değişiklikleridir.

Ses nokta şeklindeki bir kaynaktan uzayda, üç boyutlu olarak küre şeklinde yayılır. Bunu iki boyutta, yüzeyde suya atılan ve halkalar halinde et rafa yayılan dalgalar meydana getiren bir taşın çıkardığı su dalgalarıyla karşılaştırabiliriz.

Ses kaynağı sesin hızından daha aşağı olan bir hızla hareket ettiği sürece, bu kaynağın önünde bulunan bir gözlemci, onun, daha kendisinin üstüne gelmeden farkına varabilir. Fakat ses kaynağı ses hızına erişti mi, gözlemci sesi, ancak kaynak tam üzerine geldiği anda işitir. Eğer ses kaynağı ses hızından daha yüksek bir hızla hareket ederse, ondan gelen ses dalgaları gözlemciye, kaynak üzerinden geçtikten çok sonra, erişir. Böylece ses kaynağının etkisi bir koninin içerisinde sınırlanmış kalır ki, buna Mach-Koni-si adı verilir. Koniyi sınırlayan doğrulara da Mach-doğruları denir. Bunların Önünde de sessizlik bölgesi vardır. Ses kaynağı yerden değişmeyeni bir yükseklikte hareket ederse Mach-Konisi ile yer yüzeyi bir hiperbol boyunca değinirler. (Bilindiği gibi, koni, eksenine paralel olarak kesildiği takdirde meydana gelen kesitin şekli hiperboldür.) Benim üzerime ses hızının üstünde atılan bir kurşunun sesini üzerimden geçtikten çok sonra işitirim. Bundan dolayı, bununla ilgili olarak kimse kendisini vuran kurşunu işitemez» deyişi vardır.
Burada şimdiye kadar herhangi bir cismi göz Önünde tutmadan yalnız kuramsal (tecrik) bir ses kaynağından söz ettik. Simdi aynı düşünceleri hareket halinde olan bir cisme uygulayalım. Ses hızının yarısına kadar olan uçuş hızlarında havayı, komprese edilemez, sıkışımlamaz saymak kabildir. Herhangi bir engel hareket ederken, hava onun çevresinden kaçarak ona yol verecektir. Bu hızlarda hava sıkıştırılamayacağından, o da bu yol verisini, yalnız cismin etrafından daha büyük bir hızla akmak suretiyle yapar. Bu olaylar, sıkıştırılamayan bir cisim olan suda, örneğin, bir ırmağın akışında çok güzel gözlenebilir. Dar bir geçitten geçmek zorunda kalan ırmağın orada hızı birdenbire artar, yani öncekinden daha büyük bir hızla akmaya başlar Uçuş hızı arttıkça, havanın da artık sıkışmazlığını bırakarak sıkışmaya başladığı görülür. Bu, hava parçaçıklarının süreduran (atıl, tembel) olmalarından ileri gelir. Onlar artık kendilerine doğru gelen cisimden o kadar çabuk kaçamazlar ve gittikçe daha fazla sıkışırlar. Uçan bir cisim ses hızının altındaki hızlarda da onun önünden uçan hava parçacıklarına bu hızdan bir pay verir Havanın uçan cismin etrafından daha hızlı bir surette akışına geçişi bu yüzden sürekli bir olaydır
Ses hızı sınırı geçilince, uçan cismin ön kenarı bir ses kaynağı etkisini gösterir. Ondan da etrafa Mach-doğruları yayılır. Engel artık eskiden olduğu gibi akıntıyla önceden hızını pay edemez, o birdenbire başka bir doğrultuya çevrilir. Süredurumu dolayısıyla hava akıntısı daha fazla hızlanamaz ve hava Mach-doğrultuları üzerinde o şekilde sıkışır ki, oldukça yüksek bir basınç aşaması meydana gelir. Mach-doğruları. üzerlerinde iki basınç yükselmeleri meydana gelen değişiklik noktalarıdır. Uçan cismin boyunca basınç yüksekliği tekrar yavaş yavaş kaybolur ve yanından geçen havanın hızı gene yavaş yavaş yükselir Cismin nihayetine gelinceye kadar başlangıçtaki akış hızından daha yüksek bir hıza bile kavuşur.

Uçan cismin arkasında ise önündekinin aynı durumlar hüküm sürer. Basınç alçak bir düzeyden tekrar çevrenin düzeyine atlar. Uçan cismin arka kenarından da Mach-doğruları yayılır.

Bu basınç atlaması ön kenarda olanla karşılaştırılabilir.
Simetrik bir mermiyi göz önüne getirelim. Mach-doğruları koni şeklinde yayılırlar. Bir uçakta, mevcut girinti çıkıntılar yüzünden, tabi, bu durum çok daha karışıktır. Uçaktan yaklaşık olarak 3 km, uzaklıkta birçok basınç atlamaları önde ve arkada birer çarpışma meydana getirirler.

Mach-konisi daima mermi ile beraber uçar Eğer ben aynı hızla merminin önünde hareket etseydim, bu basınç atlamasını hiç bir zaman duyamayacaktım. Eğer aynı hızla merminin arkasında hareket etseydim, aynı şekilde gene onu fark edemeyecektim. Yalnız merminin, üzerimden geçtiği zaman. Mach-doğruları da bir defaya mahsus olmak üzere üzerimden geçeceklerdi.

İşte bu noktada, kulağıma bir patlama gibi gelen ve kuvvetli ve Ani bir gürültü yaratan basınç değişikliğinin farkına varırım. Uçağın ön ve arka kenarlarında her zaman ayrı ayrı birer basınç değişikliği olduğundan bu patlamayı iki kere İşitmek de kabildir.
Son olerak şu noktayı da belirtmek herhalde ilginç olacaktır, bu patlamanın uçağa hiç bir etkisi yoktur ve uçaktakiler tarafından da işitilmez.

Kimler Neler Demiş?

avatar
  Subscribe  
Bildir