популярно о природе звука

Звуковые удары

Преодоление звукового барьераМножество слов произносилось за и против полётов пассажирских самолетов со сверхзвуковыми скоростями, особенно в связи с появлением англо-французского пассажирского сверхзвукового самолета «Конкорд»» и разработкой его соперника - американского самолета «Боинг 55Т». Всех в основном волновала лишь одна проблема - те раскаты «грома», которые обычно сопровождают полет сверхзвукового самолета.

С первыми же полетами сверхзвуковых истребителей в нашу жизнь прочно вошло выражение «преодолевать звуковой барьер». Многие считали, что грохот возникает лишь тогда, когда самолет преодолевает звуковой барьер. В действительности же сверхзвуковой самолет «тащит» за собой многочисленные ударные волны, которые широкой (в несколько километров) «дорожкой» устилают весь его путь. Поскольку при полете сверхзвукового самолета образуются две ударных волны, то мы обычно слышим двойной звук, порождаемый ударными волнами.

Такой источник также излучает волны в виде сфер, центр которых все время сдвигается в направлении движения источника. Это объясняет, почему обычно мы слышим двойной удар пролетающего сверхзвукового самолета. Интенсивность этого звука пропорциональна скачку давления воздуха, вызванного ударной волной. Под влиянием различных факторов, в первую очередь атмосферных условий, эта интенсивность может значительно увеличиваться, иногда вдвое. В результате создаются так называемые звуковые сверхудары.

Против полетов сверхзвуковых пассажирских самолетов- «Конкорд» и «Боинг 55Т» - часто выступает общественность. Так, Карл Крайтер, американский ученый, о котором мы уже говорили в связи с единицей измерения шума - ноем, написал большую статью, в которой проанализировал воздействие ударных волн на людей и различные сооружения.

По его подсчетам, в районах вдоль трасс сверхзвуковых лайнеров (полоса поверхности земли шириной 40 км, над которой проходит путь самолета) в США должно находиться около 36 млн. человек, если самолет летит в стороне от крупных населенных пунктов, и около 65 млн. человек, если он летит по обычным воздушным трассам. Ежедневно на этих людей будет обрушиваться в среднем до 10 ударных волн, причем в 98% случаев обусловленное ими избыточное давление составит от 7 до 9 кг/м2, в 1 % случаев - 19,53 кг/м2 и выше, и лишь в 1% случаев - ниже 5 кг/м2.

При исследованиях полетов сверхзвуковых истребителей ВВС США в районе мыса Канаверал установлено, что при определенных условиях ударные волны, распространяющиеся вдоль земной поверхности, могут вызывать слабые землетрясения. В настоящее время большая часть данных свидетельствует о нежелательности полетов сверхзвуковых лайнеров над территориями стран. Вопрос же о том, насколько выгодно строительство сверхзвуковых самолетов, летающих только над океанами, остается открытым.