Vliegtuigen en de geluidsbarrière
Wat is de geluidsbarrière
De geluidsbarrière is de barrière die je bereikt als je gelijk of sneller dan het geluid gaat.
Het is een term die gebruikt wordt in de luchtvaart,als een vliegtuig de geluidsbarrière bereikt ontstaat er een harde knal.
Werking
Zodra een vliegtuig even snel of sneller dan geluid vliegt ontstaat er een golffront.
Dat beweegt zich net als elke drukverstoring in de lucht met de geluidssnelheid voort(bij kamertemperatuur 340m/s).
Als het vliegtuig sneller vliegt dan het geluid(supersonisch,hoger dan het machgetal) ,dan krijgt het golffront een kegelvorm,als deze gepasseerd wordt hoor je een harde knal.
In het begin werd er gedacht dat zodra je sneller vliegt dan geluid je te pletter zou vliegen,daardoor is de naam geluidsbarrière ontstaan.
Met behulp van het dopplereffect is uit te leggen wat er gebeurd.
Het dopplereffect is het effect van de snelheid van het medium en de geluidssnelheid die door een ontvanger wordt ontvangen.
Een voorbeeld is een auto die naar je toe rijdt,je hoort hem heel duidelijk naar je toe rijden dit komt omdat de auto bijvoorbeeld 80km per uur rijdt en de geluidssnelheid 1188km/u is(340m/s),doordat het voorwerp naar je toekomt wordt het geluid versnelt en daardoor ontstaan er dus meer geluidsgolven,zodra de auto van je is gepasseerd en doorrijdt worden de geluidsgolven vertraagt,en zit er meer tijd tussen elke geluidsgolf,je hoort het geluid van een auto ook minder als hij je gepasseerd is.
Een vliegtuig dat dus langzaam optrekt maakt de tussenruimte en de snelheid van de geluidsgolven voor hem steeds groter,de tussenruimte(ruimte tussen de golfen) wordt dus steeds kleiner.
Als het vliegtuig zijn snelheid gelijk is aan die van het geluid,kan er geen tussenruimte meer zijn tussen de geluidsgolven,er ontstaat dus een soort muur van geluidsgolven.
Deze muur noemen we dus de geluidsbarrière.
Als een vliegtuig de geluidsbarrière gepasseerd is,ontstaat er een andere fenomeen: het vliegtuig vliegt sneller dan het geluid dat hij uitzendt.
Normaal zouden de geluidsgolven moleculen ‘’ordenen’’ om langs het vliegtuig te gaan,nu dit niet meer mogelijk is,wordt de lucht onvoorbereid door het vliegtuig doorboord.
Er ontstaat een weerstandsverhoging,die te zien is door de witte wolk die ontstaat rondom het vliegtuig.
De geluidsgolven zijn onder supersonische snelheden bolvormig,boven supersonische snelheden zijn ze kegelvormig.
Die kegel zijn alle geluidsgolven die het vliegtuig uitzendt bij elkaar,hierdoor ontstaat een drukgolf.
Buiten deze kegel hoor je als omstander niks,maar wanneer het vliegtuig gepasseerd is hoor je alle geluidsgolven tegelijkertijd,dit kan ons oor niet aan,en daardoor hoor je een hele harde knal.
Het geluid doet dus de ramen niet trillen,dat doet de drukgolf.
 
 
Geschiedenis
Op 14oktober 1947 doorbreak de Amerikaan Chuck Yeager in een x-1 Raketvliegtuig als eerste de geluidsbarriere.
De raket was niet vanaf de grond gelanceerd maar door een vliegtuig omhoog gebracht.
Met een effectieve stroomlijning bleek de geluidsbarriere niet zo onneembaar te zijn als tot dan toe wel werd gedacht.
Echter zijn er ook wel gevallen bekend van het Duitse jachtvliegtuig Messerschmidt Me-262 die in duikvluchten de geluidssnelheid heeft overschreden.
In 1997 werd er met de auto voor het eerst door de geluidsbarrière gereden.
Tegenwoordig is het doorbreken van de geluidsbarrière in Nederland met een vliegtuig verboden,vanwege de geluidsoverlast.
Het mag alleen in noodgevallen.