-
De geluidsbarrière, supersonisch vliegen en Mach 1 hangen direct
met elkaar in verband.
De snelheid van het geluid kan men berekenen met de formule:
Hierbij is:
a = de geluidssnelheid in m/s
y
= de soortelijke warmte bij constant druk gedeeld door de soortelijke
warmte bij constant volume
R = de specifieke gasconstante in J/kg x K
T = de temperatuur in graden Kelvin
Wat betreft lucht is y: +/- 1.4 en R: +/- 287 J/Kg x k. Hierdoor kunnen
we de formule vereenvoudigen tot:
Hieruit blijkt dat de geluidssnelheid alleen afhankelijk is van de
temperatuur. In de luchtvaart wordt op de grond uitgegaan van International
Standard Agency condities waarbij T = 15 graden wat 288 graden Kelvin
is. Hierbij is de geluidssnelheid dan 340.6 m/s.
Voor het berekenen van de geluidssnelheid geldt:
TAS = M x a
Invullen met M = 1 en a = 340.6m/s levert een snelheid van 1226.16
km/h op. Wil men dus op zeeniveau met een temperatuur van 15 graden
celsius de geluidsbarrière
doorbreken dan moet een snelheid van groter dan 1226 km/h worden bereikt.
Aangezien de Temperatuur afneemt met toenemende hoogte in de troposfeer
(0-10km hoogte) zal men op een grotere hoogte met een lagere snelheid
supersonisch kunnen vliegen. Vrijwel alle vliegtuigen met uitzondering
van straaljagers en vliegtuigen met een supersonisch ontwerp (B-1,
Tu-160, Concorde) kunnen deze snelheid niet bereiken i.v.m. aerodynamische
problemen. Dit is alleen weggelegd voor straaljagers.
De F/A-18 Hornet die bijvoorbeeld op lage hoogte Mach 1.4 kan bereiken
vereist dus een veel hogere snelheid dan wanneer ditzelfde mach getal
op grote hoogte wordt bereikt.
Daaruit volgend:
- Het probleem is dat wanneer we vinden dat een straaljager Mach 2
kan vliegen we niet weten of dit op lage of op grote hoogte is.
- We zien dus dat maximum snelheden in het getal van Mach bij straaljagers
sterk varieert met de hoogte.
Concorde door de geluidsbarriere. Twee knallen
vanwege de schok die wordt veroorzaakt bij de leading edge en de trailling
edge van de vleugel
|
