An die Physikspezialisten unter Euch... Visualisierung der Schallmauer!

[Green Mamba]

Hi,

ich hab ein Video im Netz gefunden, in dem man die Schallmauer sehen kann. Wahrscheinlich ist das ein bisschen falsch ausgedrückt, aber im Bereich des Flugzeugs scheint irgendwie Wasser zu kondensieren während der Beschleunigung auf Überschallgeschwindigkeit. Vielleicht kann ja jemand den Effekt erklären!? Bin schon ganz gespannt auf Eure Ausführungen...

Gruß
Mamba

 

[Der Daedalus]

Puh lang ists her.

Was beim durchbrechen der Schallmauer für den "Überschallknall" sorgt ist ja im Grunde genommen eine Interferenz der Schallwellen, die vom Flugzeug ansgesendet werden. Denn wenn sich das Flugzeug mit genau Mach 1.0 bewegt, dann kommen diese Schallwellen ja "nicht weg".
Schallwellen werden durch einen Impuls übertragen d.h. die Luftmoleküle werden bewegt und so kommt es zu einer "verdichtung". Wenn jetzt die Schallwellen alle auf einem Punkt bleiben, dann verdichtet sich die Luft da sehr stark, dass könnte dazu führen, dass bei hoher Luftfeuchtigkeit die Luft dort kondensiert.


Ich weis nicht ob es die richtige Erklärung ist. Ist eher eine Vermutung als wirkliches wissen ...

 

[Der Daedalus]

So ich hab nu endlich die richtige Lösung, falls es noch irgendwen interessiert

Also das ganze ist ungefähr so wie ich es schon beschrieben hab.

Erstmal die Frage, was Schall überhaupt ist.
Schall brauch ein Medium (also Materie) um übertragen werden zu können. Die Moleküle oder Atome dieses Mediums werden durch einen Impuls in Bewegung versetzt. Es kommt zu einer Wellenartigen Verdichtung der Luft.

Was passiert bei dem Flugzeug?
Das Flugzeug in dem Video fliegt immer ca. genau Schallgeschwindigkeit. Die Triebwerke des Flugzeuges senden Schallwellen aus. Diese werden rundrum "abgestrahlt" also auch nach vorne. Die Wellen, die sich in Flugrichtung ausbreiten würden sich also mit Schallgeschwindigkeit von dem Flugzeug weg bewegen. Aber das Flugzeug fliegt ja auch genau Schallgeschwindigkeit, also kommen die Wellen nicht weg, sie bleiben also an der Schallquelle "kleben". Dadurch kommt es zu einer extremen verdichtung an dieser Stelle, denn es werden vom Triebwerk ja immer neue Wellen erzeugt, die mit den anderen Interferrieren, d.h. sie verstärken.
Wir haben nun also einen Bereich in dem ein sehr hoher Luftdruck herrscht (bedingt durch die Verdichtung).
Wenn nun dieser Druck auf einmal abgebaut wird kondensiert das Wasser in der Luft. Der Druck wird abgebaut, da die Moleküle den Impuls weiter geben an die Luft "vor" sich. Wenn der Druck abgebaut wird, wird die Luft kälter und das Wasser kondensiert.