Tuesday, 31 July 2012

Sonic boom

                                                
           Sebuah ledakan sonik adalah suara terkait dengan gelombang kejut yang diciptakan oleh penerbangan supersonik pesawat terbang. Sonic boom menghasilkan sejumlah besar energi suara, terdengar seperti ledakan. Celah dari overhead lewat peluru supersonik adalah contoh dari sebuah ledakan sonik dalam miniatur.

Penyebab
            Ketika sebuah benda melewati udara itu menciptakan serangkaian gelombang tekanan di depan dan belakangnya, mirip dengan gelombang haluan dan buritan dibuat oleh perahu. Gelombang ini bergerak pada kecepatan suara, dan sebagai kecepatan meningkat objek, gelombang dipaksa bersama-sama, atau dikompresi, karena mereka tidak bisa keluar dari jalan satu sama lain, akhirnya penggabungan menjadi sebuah gelombang kejut tunggal pada kecepatan suara. Kecepatan ini kritis ini dikenal sebagai Mach 1 dan sekitar 1.225 km / jam (761 mph) di permukaan laut dan 20 ° C (68 ° F). Dalam penerbangan halus, gelombang kejut dimulai pada hidung pesawat dan berakhir pada ekor. Karena arah radial di sekitar arah pesawat perjalanan yang setara, kejutan bentuk kerucut Mach dengan pesawat di ujungnya. Setengah-sudut (antara arah penerbangan dan gelombang kejut) α diberikan oleh.
 \sin(\alpha) = \frac{v_{sound}}{v_{object}} ,
where  \frac{v_{object}}{v_{sound}} is the plane's Mach number. So the faster it goes, the finer, (more pointed) the cone.
Ada peningkatan tekanan di hidung, menurun terus ke tekanan negatif pada ekor, diikuti oleh kembali tiba-tiba tekanan normal setelah objek berlalu. Ini "overpressure profil" dikenal sebagai gelombang N-karena bentuknya. The "booming" yang dialami ketika ada perubahan mendadak dalam tekanan, sehingga N-gelombang menyebabkan dua booming, satu ketika kenaikan tekanan awal dari hit hidung, dan lain ketika melewati ekor dan tekanan tiba-tiba kembali normal. Hal ini menyebabkan "ledakan ganda" berbeda dari pesawat supersonik. Ketika manuver, distribusi tekanan perubahan menjadi bentuk yang berbeda, dengan bentuk U-gelombang karakteristik.
Sejak boom yang dihasilkan terus-menerus selama pesawat adalah supersonik, itu mengisi jalan sempit di tanah berikut jalur penerbangan pesawat, sedikit seperti karpet merah dan karenanya membuka gulungan dikenal sebagai "karpet booming". Lebarnya tergantung pada ketinggian pesawat. Jarak dari titik di tanah tempat ledakan tersebut terdengar ke pesawat tergantung pada ketinggian dan sudut α.
Untuk pesawat supersonik sekarang ini dalam kondisi operasi normal, puncak overpressure bervariasi dari kurang dari 50 sampai 500 Pa (pon satu per kaki persegi untuk sekitar 10 kilogram per kaki persegi) untuk booming N-gelombang. Overpressures puncak untuk U-gelombang yang diperkuat dua sampai lima kali N-gelombang, tapi ini overpressure dampak diperkuat hanya daerah yang sangat kecil jika dibandingkan dengan area yang terkena sisa ledakan sonik. Sonic boom terkuat yang pernah tercatat adalah 7.000 Pa (144 pon per kaki persegi) dan tidak menyebabkan cedera pada peneliti yang terkena itu. Boom diproduksi oleh F-4 terbang tepat di atas kecepatan suara pada ketinggian 100 kaki (30 m). Dalam uji coba terakhir, boom maksimum yang diukur selama lebih kondisi penerbangan realistis 1.010 Pa (21 pon per kaki persegi). Ada kemungkinan bahwa beberapa kerusakan - pecahan kaca misalnya - akan hasil dari ledakan sonik. Bangunan di perbaikan yang baik harus menderita tidak ada kerusakan oleh tekanan dari 11 pound per kaki persegi atau kurang. Dan, biasanya, komunitas paparan sonic boom dibawah £ 2 per kaki persegi. Gerakan tanah akibat ledakan sonik jarang dan jauh di bawah ambang kerusakan struktural diterima oleh Biro Pertambangan AS dan lembaga lainnya. [1]
Kekuatan, atau volume, dari gelombang kejut tergantung pada jumlah udara yang sedang dipercepat, dan dengan demikian ukuran dan bentuk pesawat. Sebagai pesawat meningkatkan kecepatan kerucut mendapat kejutan ketat di sekitar pesawat dan menjadi lemah ke titik bahwa pada kecepatan yang sangat tinggi dan ketinggian tidak ada ledakan terdengar. "Panjang" dari ledakan dari depan ke belakang tergantung pada panjang pesawat ke faktor 3:02 [kutipan diperlukan]. Pesawat lagi karena "menyebar" booming mereka lebih daripada yang lebih kecil, yang mengarah ke booming kurang kuat yang memiliki kurang "menyebar" booming.
                Beberapa gelombang kejut yang lebih kecil dapat, dan biasanya, bentuk pada titik-titik lainnya pada pesawat, terutama setiap poin atau kurva cembung, tepi sayap terkemuka dan terutama masuk ke mesin. Ini gelombang kejutan sekunder disebabkan oleh udara yang dipaksa untuk berbalik titik-titik cembung, yang menghasilkan gelombang kejut dalam aliran supersonik.
Gelombang kejut kemudian agak lebih cepat daripada yang pertama, perjalanan lebih cepat dan menambah shockwave utama di agak jauh dari pesawat untuk membuat bentuk N-gelombang jauh lebih didefinisikan. Hal ini memaksimalkan baik besarnya dan "waktu naik" dari kejutan yang membuat ledakan itu tampak lebih keras. Pada desain yang paling karakteristik jarak sekitar 40.000 kaki (12.000 m), yang berarti bahwa di bawah ketinggian ini sonic boom akan "lembut". Namun, tarik di ketinggian ini atau di bawah membuat perjalanan sangat tidak efisien supersonik, yang menimbulkan masalah serius.
Pengukuran dan contoh

Tekanan dari boom sonik yang disebabkan oleh pesawat sering beberapa kilogram per kaki persegi. Sebuah kendaraan terbang pada ketinggian yang lebih besar akan menghasilkan tekanan yang lebih rendah di tanah, karena gelombang kejut mengurangi intensitas karena menyebar keluar dari kendaraan itu, tapi sonik boom kurang dipengaruhi oleh kecepatan kendaraan.
Pesawat
kecepatan
ketinggian
tekanan (lbf/ft2)
tekanan (Pa)
Mach 3
80,000 kaki (24,000 m)
       0.9
      43
Mach 2
52,000 kaki (16,000 m)
       1.94
      93
Mach 1.93
48,000 kaki (15,000 m)
       0.8
      38
Mach 1.5
60,000 kaki (18,000 m)
       1.25
      60

Komentar
Menurut saya Sonic boom menghasilkan sejumlah besar energi suara, terdengar seperti     ledakan, jadi ketika pesawat yang menggunakan teknologi sonic boom terdengar oleh telinga kita,kita harus melindungi telinga dari getaran suara itu agar tidak merusak sistem pendengaran kita.

Sumber: http://en.wikipedia.org/wiki/Sonic_boom

No comments:

Post a Comment