はい、音の壁を越えることは困難ですが、十分に強力なエンジンが飛行に動力を供給し、十分に頑丈な素材があれば、音の壁を破ることはごく普通のことです。人間は 1940 年代後半から、定期的にさまざまな航空機の音の壁を破ってきました。
道をふさいでいる障壁があると言われると、当然、何らかの物理的な障害物があり、通過が不可能または困難になっていると想定されます。航空ファンやスピードが必要な人なら、「音の壁」という言葉に出くわしたことがあるでしょう。基本的に、音の壁は音速であるため、音速よりも速く移動する物体や人は、効果的に音速の壁を「越えた」ことになります。
これらはかなり抽象的な違いのように思えるので、具体的な詳細に取り掛かりましょう。音の壁とは何ですか？より具体的には、交差するために追加の力や努力が必要ですか?
サウンド バリアとは?
防音壁は、物体や航空機が音速に近づくにつれて発生する抗力の量の一般的な名前です。音速とは、より具体的には、振動が空気中を音として移動できる最大速度です。物体が空中を移動すると音波が発生し、飛行機の前を含むあらゆる方向に伝播します。オブジェクトが速く動くほど、音速に近づくため、本質的に、オブジェクトが生成するノイズに「追いつく」ことになります。音の「障壁」とは、このような高速で存在するより高いレベルの抗力と摩擦を指し、できる 超えることはできませんが、多大な努力が必要です!
この現象は、物体が湖を通過するときに湖に形成される波など、より具体的な意味で想像するのが簡単です。石を落とすと、同心円状に外側に向かって波が発生します。ただし、ボートを航行している場合は、ボートが進行方向の前、つまりボートの前に伝播する波を作成することに気付くでしょう。同様に、航空機やその他の物体が空中を飛行すると、飛行機の前にある音波が邪魔にならないように移動し、物体の前にタイトな「波」が形成されます。
さて、これらの状況で速度を上げると、非常に異なることが起こります。スピードボートが穏やかな湖を横切るとき、ボートの前の水は間に合わないので、波は伝播できません。代わりに、それらは結合し、エネルギーはボートが通過した後に大きな航跡として現れます。この状況を空気に変換します。飛行機が音速 (高度、温度、気圧などにもよりますが、一般に時速 700 マイル) を超えると、その音波の壁 (「風の壁」と呼ばれます) が移動物体の後ろに残ります。目を覚ます。ボートの後ろの航跡が、それを構成する個々の小さな波よりも強力であることが多いのと同じように、飛行機の後ろに残る音波の航跡は、「ソニック ブーム」の形で発生します。
防音壁を越えるのは難しいですか?
前述のように、「バリア」という用語は、音速を議論する際に少し誤解を招きますが、そのバリアを越えることは非常に困難な場合があります。実際、過去には、音速が人間の飛行の最終的な終点であると信じられていました。航空機の初期のモデルでは、高速での極度の圧力変化、および空気の移動による顕著な力により、事故、飛行制御の喪失、または航空機の物理的破壊さえも引き起こしました。基本的に、十分な速度で飛行すると、飛行機はバラバラになり始めます。
米国のF/A-18航空機が防音壁を通過。 (写真提供:Shutterstock)
しかし、より頑丈な建築材料の出現と、航空工学と流体力学のより正確な知識により、音速を超えることができるより耐久性のある航空機を作成することが可能になり、ソニックブームに対する人類の魅力が生まれました.興味深いことに、人間は何世紀にもわたって小さなソニック ブームを聞いていました。鞭のひび割れは、実際には音速よりも速く動く先端から発生し、その結果、恐ろしい「ひび割れ」として聞こえる小さな音の「バースト」が発生します。
質問に対する具体的な回答としては、はい、音の壁を越えるのは難しいですが、十分に強力なエンジンの動力が必要です。飛行、および十分に頑丈な素材、音の壁を壊すのはごく普通のことです。人間は 1940 年代後半から、さまざまな航空機の音の壁を定期的に破ってきました。それでも、空軍のジェット機が通り過ぎたときにソニック ブームがあなたの街に響き渡るのを聞くと、ショックを受けることがあります!
音速を超えるとどうなりますか?
パイロットが音速を超えると、文字通り、飛行機の動きが速すぎて騒音が聞こえないことを意味します。飛行機が生成するソニック ブーム (悲劇的な爆発のように聞こえるかもしれません!) にも関わらず、亜音速から超音速への移行は、航空機にとって実際には非常にスムーズです。
ただし、この障壁を越えると、気圧と流体力学の働きが少し異なります。重心とのバランスが取れていないと、圧力の中心が後方に移動し、制御不能になる可能性があります。超音速で飛行するパイロットは、ほんのわずかなミスでも大惨事につながることを理解しています。幸いなことに、最近では数百万ドルの航空機が空を縦横無尽に行き来していることを考えると、人的ミスの可能性は可能な限り排除されています。超音速飛行の予測不可能な性質により、大衆市場向けの超音速飛行の魅力が薄れてきました。いくつかの企業は、コンコルド ジェットなど、その速度で商用飛行を販売しようと試みましたが、依然としてほとんどの場合、法外な費用がかかり、過度にリスクが高くなっています.
人体への超音速飛行のリスクに関して;一定の速度は処理できますが、激しい加速は処理できません。航空機内では、さまざまな加速度の影響が経験されますが、ほとんどの人は 4 ～ 6G の持続的な力に耐えることができます。記録破りの 128,000 フィート上空からのジャンプに成功した Felix Baumgartner のような人物の場合のように、航空機の保護がなければ、危険はより現実的になります。体が安定して落下せず、その速度で中心軸を中心に回転し始めると、頭や足に血液が溜まり、意識を失う可能性があります。これらの 2 つの四肢の血圧が改善されない場合、強い圧力が実際に脳を押しつぶす可能性があります。幸いなことに、人間が航空機なしで音の壁を破る機会はあまりありません。実際、Baumgartner は歴史上初めてでした!
最後の言葉
音の壁を破ることは、巨大で気が遠くなるような挑戦のように聞こえるかもしれませんが、空力業界や軍事/航空業界では、かなりありふれた境界です。このような速度の達成の背後にある科学と、その後のソニック ブームは非常に興味深いものであり、ますます高速な飛行形態へと私たちを駆り立て続けています。しかし、速度に関する次の大発見は、光速に到達することです!確かに、宇宙の既知の物理法則を完全に分解する必要がありますが、素晴らしいストーリーになることは間違いありません!
