Sanal Havacılık, FALCON BMS, DCS WORLD, Sanal Pilot, Sanal Filo

Guests are not allowed to view images in posts, please Register or Login

Sonik patlama, ses hızı veya üzerinde bir hızla hareket edilmesinin bir sonucudur. Ses hızı, deniz seviyesinde ve 21ºC sıcaklıkta yaklaşık 1235.5 km/sa 'dir. Günümüzde bazı uçaklar bu hız sınırını aşabilmektedir bunun sonucunda da sonik patlamalar meydana gelir.
Sonik patlamayı anlamak için önce Doppler olayına değinelim. Doppler olayı, dalga kaynağı ve gözlemcinin birbirine göre hareketi nedeniyle, gözlemlenen dalgaların frekansının değişmesidir. Kaynak ve gözlemci arasındaki uzaklık giderek artıyorsa gözlemlenen frekansta azalma, tam tersi durumda ise frekansta artma gözlemlenir. Eğer dalga kaynağı, yaydığı dalgalardan daha hızlı veya aynı hızda  giderse işte o zaman şok dalgaları oluşur. Bu şok dalgalarının havada oluştuğu duruma sonik patlama denir.

Sonik patlama olayını uçaklar üzerinden ele alacağız. Öyleyse, dalga kaynağımız uçak, yaydığı dalgalar ise basınç dalgalarıdır ve bu dalgalar ses hızında yayılır. Sonik patlamayı daha iyi anlayabilmek için uçağın hızının, ses hızının altında, ses hızında ve ses hızının üstünde olduğu üç farklı durumu inceleyeceğiz. Bunun için önceklikle mach açısına kısaca değinmemiz gerekiyor. Mach açısı, ses hızının kaç katında gidildiğinin bir ifadesidir. Ses hızının, kaynağın hızına oranıyla bulunur.
Guests are not allowed to view images in posts, please Register or Login
Guests are not allowed to view images in posts, please Register or Login

Ses hızının altında hareket eden bir uçak sonik patlamaya neden olmaz. Formülden de anlaşılabildiği gibi hızı ses hızının altında olan  bir uçak için sinθ >1 olur. Fakat, bilindiği üzere sinθ, [-1,1] aralığındadır, yani birden büyük olamaz. O halde θ açısı için reel bir çözüm yoktur bu nedenle sonik patlama meydana gelmez. Şekil-1'de ses hızının altında giden bir uçağın yaydığı dalgaların Doppler etkisi ile ön tarafta daha sıklaştığını görüyoruz.
Guests are not allowed to view images in posts, please Register or Login

Şekil-1: Vs
Uçak ses hızında gidiyor ise, formüle göre sinθ=1 olur. Bu da θ=90º  demektir. Bu durumda, Şekil-2'de de görüldüğü gibi, dalgalar öne doğru sıklaşır ve  ses duvarında birikir. Biriken dalgalar birbirlerini güçlendirerek yüksek genlikte bir basınç dalgası oluştururlar. Bu dalga gözlemciye ulaştığında ise yüksek sesli bir patlama gibi algılanır.
Guests are not allowed to view images in posts, please Register or Login

Şekil-2:  V=Vs

Eğer, uçak ses  hızın üzerine çıkarsa, yaydığı dalgalardan daha hızlı hareket eder. Bu da, basınç dalgalarının uçağın gerisinde kalarak birbiri üzerine birikmesine ve girişim oluşturmasına neden olur. Uçak, ses hızından daha hızlı gittiği için, yaydığı dalgalar bir koni içinde gibi görünür (Şekil-3) buna mach konisi denir. Dalgalar, mach konisinde birikerek genliği yüksek bir basınç dalgası oluşturur. Bu dalga, gözlemciye ulaştığında  yüksek sesli bir patlama olarak duyulur.
Guests are not allowed to view images in posts, please Register or Login

Şekil-3: V>Vs
www.youtube.com/watch?v=7yh7QSMrdsA
Sonik patlamalara neden olan yüksek basınç alanları gözle görülebilir. Aşağıda hız sınırını aşan bir uçağın etrafında oluşan sis görünümlü oluşum, sonik patlamalara neden olan yüksek basınç alanıdır. 
lk süpersonik uçuş, Amerikan Hava Kuvvetleri'nden Chuck Yeager tarafından Bell X-1 uçağı ile 1947 yılında yapılmıştır.
Guests are not allowed to view images in posts, please Register or Login

Chuck Yeager ve Bell X-1 2

Ses hızını aşan ilk yolcu uçakları ise 1960'ların sonunda piyasaya çıkan Tupolev Tu-144 ve Concorde'dur. 2 mach'e kadar çıkabilen bu süpersonik uçaklar, yaptıkları kazalar ve yüksek maliyetleri nedeniyle kullanımdan kaldırılmıştır.

Günümüzde NASA, geleceğin süpersonik yolcu uçaklarını üretmek için çalışmalarına devam etmektedir. Bu çalışmaların arasında sonik patlamadan dolayı ortaya çıkan gürültü kirliliğini azaltmak da yer alıyor. NASA, çalışmalarını 2030'a kadar bitirmeyi hedeflemektedir. Süpersonik uçaklarla tekrar seyahat edebilmek için en az 15 sene beklememiz gerekecek gibi görünüyor!
Guests are not allowed to view images in posts, please Register or Login
Guests are not allowed to view images in posts, please Register or Login

Kaynak:www.fizikist.com

sinθ formülü iyiymiş.

Çok güzel açıklanmış, teşekkürler.

Mükemmel konu olmuş özellikle fiziğe merakı olan benim gibi insanlar için gerçekten inanılmaz tatmin edici bir şey +1