Hvorfor lyder der et brag, når lydmuren brydes?

Mogens Brabech spørger, hvorfor der lyder et brag, når et fly bryder lydmuren:

"Hvis et fly flyver hurtigere end lyden, kan man til tider høre et brag på jorden. Man kunne tro, at når et overlydsfly sagtner farten til under lydens hastighed, så følges lyd og fly igen ad, men hvad det for et fænomen, der giver et brag?

Jeg har desuden set en af rumfærgerne lande i USA, og der kunne jeg høre to små brag, som kom hurtigt efter hinanden, kort efter at rumfærgen blev synlig som en lille prik på himlen. Hvad skyldes dette?"

Anders Buhl, pilot og Kaptajnløjtnant i Søværnets Helikoptertjeneste, svarer:

"Al lyd udbredes i princippet som ringe i vandet. Disse ringe af lyd kan komprimeres, hvis lydkilden bevæger sig i en retning.

Et kendt eksempel er, hvis du står langs en vej og hører en politibil med sirene komme nærmere. Inden politibilen passerer, kommer sirenelydene hurtigt efter hinanden, og lige i det bilen passerer dig, lyder det som om der bliver længere mellem sirenelydene. Dette skift i lydfrekvens kaldes også for doppler-effekten.

Hvis et jetfly nærmer sig lydens hastighed og dermed lydmuren, er lydbølgerne komprimeret meget foran flyet. I det flyet passerer lydmuren, er der ingen lyd foran flyet, da lydbølgerne er sammenfaldende med flyet (lydkildens) position.

I stedet for høj motorlyd hører du et stort brag. Når flyet har passeret, vil man igen kunne høre almindelig motorstøj, som aftager efterhånden som flyet forsvinder.

Jeg kan desværre ikke svare på det med rumfærgen. Personligt tror jeg ikke det har nogen forbindelse med et overlydsbrag, da en anflyvning til landing med en så høj hastighed, virker meget urealistisk."

Spørg Scientariet er i dag redigeret af Julian Henlov, juh@ing.dk.

Emner Fly

Kommentarer (10)

Det med de 2 korte brag kort før landing er rigtig nok - jeg har fulgt flere shuttle landinger via NASAs web-tv.

Kommentatoren plejer at bemærke at "her" passerer shuttlen lydmuren. Det sker kort før den går ind i det der (vist) hedder Final Alignment Circle som er en næsten 360 graders manøvre den laver for at komme på linie med runway og for at smide den overflødige fart.

Det er rigtigt at det er en meget høj hastighed at have så sent i landingsfasen, men det er jo også en ordentlig klump der skal holdes flyvende og den skal formentlig ikke løfte næsen ret meget før farten falder meget hurtigt.

Man kan jo også se på hvor meget fart den har skullet smide fra den forlader sin bane omkring jorden og til landing.

  • 0
  • 0

Braget er et resonansfænomen. Lydbølgerne, der er foran flyet, kan ikke nå at slippe væk, deres amplituder bliver lagt sammen, til én stor lydbølge, som for os lyder som en rystelse, årsagen til at vi tolker det som et brag.

Når flyet dernæst flyver hurtigere endnu, skærer flyet sig fremad igennem luften hurtigere end lydbølger kan nå at udvikle sig foran flyet, altså ingen lyde fra flyet i retningen fremad, derimod bagude, med lydbølger der har ekstra afstande imellem sig.

En tanke: Hvis et fly vedbliver med at flyve med præcis lydens hastighed, vil den vedblive med at larme voldsomt.

Og en anden tanke: En snigskytteriffel giver tilsvarende ubehagelige brag, når man skyder. Fordi kuglen accelereres igennem luft (i riflen) til en fart højere end lydens.

  • 0
  • 0

Skal det ikke forståes sådan at når flyet komprimerer lyden op foran sig bevæger flyet sig i et hak ind i lydmuren og idet den passerer bliver der et "hul" hvor flyet bevæger sig igennem . Dette hul i lydmuren kolapser idet flyet smutter ud af det og det er denne kollaps der reflekterer en voldsom lydbølge retur igen .

  • 0
  • 0

Området hvor lydbølgerne er sammenfaldende udgører en kegleform. Braget høres ikke når flyes hastighed præcis overstiger lydens. Det høres når keglen rammer observatøren.
Et fly der flyver hurtigere end lyden giver dermed hele tiden lydmursbrag, bare ikke for den samme stationære observatør - han oplever kun eet brag idet flyet er i en bestemt position relativt til ham.

  • 0
  • 0

Hej Thomas Green

Ovnestående forklaring synes jeg giver fint mening, uden at have det store kendskab til fysikken bag. Har dog lige et uddybende spørgsmål:
Man ser ofte jægerfly flyve i formationer, meget tæt, ved samme hastighed og kort afstand (Sandsynligvis ikke muligt ved hastigheder højere end lydens). Men vil to "nabofly", som flyver med en hastighed højere end lydens, blive udsat for hinandens brud med lydmuren, da de på den måde vil svare til hinandens indbyrdes obervatør? Det ville give mening for mig set i forhold til teorien du beskriver ovenfor.

Ja, spørgsmålet blev lidt indviklet, men håber jeg har gjort mig forståelig...

  • 0
  • 0

Men vil to "nabofly", som flyver med en hastighed højere end lydens, blive udsat for hinandens brud med lydmuren, da de på den måde vil svare til hinandens indbyrdes obervatør?

Jeg er ikke ekspert, men brud på lydmuren lyde, vil vel udbrede sig på samme måde som andre lyde altså med lydens hastighed (i det pågældende legeme det bevæger sig i). Dermed vil to fly der flyver i nærheden af hinanden kun blive udsat for den pågældende lydbølge fra hinanden hvis bølgen kan nå hen til flyet før det er fløjet forbi... Da flyet jo kan flyve hurtigere end lyden. Dette vil det sandsynligvis nå da to fly der flyver ved siden af hinandens indbyrdes hastighed er 0 km/t...
Principielt vil lyden jo så ligeyldig hvad nå hen til flyet igen efter det når ned under lydens hastighed igen. Det kan så være at man er uden for hørevidde på dette tidspunkt dog... ;-)

  • 0
  • 0

Må indrømme at Carsten's forklaring virker mest logisk for mig med at det er et ræsonansproblem.

@Thomas, hvordan kan bølgerne blive ved med at være sammenfaldende når flyet er over mach-1 hastighed? Lyden vil da stadigvæk blot bevæge sig med lydens hastighed (naturligvis).

Forklar venligst :).

Simon, uanset hvad så vil 2 overlydsfly tæt på hinanden aldrig kunne høre hinanden på samme tid, da minimum een af dem er væk inden lyden fra den anden rammer flyet.

  • 0
  • 0

hvordan kan bølgerne blive ved med at være sammenfaldende når flyet er over mach-1 hastighed

Jo hurtigere man bevæger sig, jo mere spids er keglen med positiv interferens.

Fremfor at tegne og forklare så kan man henvise til en meget simpel, men korrekt, forklaring her
http://science.howstuffworks.com/question7...

Her http://www.greenleaf.dk/tag/projects/Wave....
er der et simpelt legetøj til at "simulere" bølger i et eller andet medium. Man kan trykke run og så clickke med musen et sted for et lave en impuls. Hvis man nu flytter ens click-punkt som om det var en rumfærge og klikker lystigt mens man flytter sig, så kan man lege at impulsen er trykbølgen fra næse, og eller hale, på rumfærgen.

  • 0
  • 0

Som en konsekvens af at man høre lyden som et brag, som er komprimeringen af alle de hørlige lyde som flyet afgiver ved sin pasage koncentreret til et splitsekund. Udmiddel bart vil et fly der flyder nøjagtigt med lydens hastigheded give det største knald, da der har afgivet mest lyd under overflyvningen. Med mindre 3xflyets hastighed skaber et mere koncentreret brag, men det kan vel ikke lade sig gøre grundet lydens hastighed, som er konstant. ?. hvor langt er braget iøvrigt, hvis man står på en bar mark.

  • 0
  • 0

Et overlydsfly skaber to trykbølger, en ved næsen og en ved halen. Når trykbølgen rammer jorden (iagttageren) opleves trykændringen som et brag. Da der er to trykbølger høres to brag. Endvidere kan trykbølgen under særlige omstændigheder reflekteres i atmosfæren, hvorved der kan opleves yderligere et brag. Sidstnævnte er beskrevet i Brian Trubshaws bog Test Pilot og i Brian Calvets Flying Concorde.

Trykbølgen dannes under hele overlydsflyvningen, ikke kun når flyet bryder gennem lydmuren. På engelsk taler man om Boom Carpet.

Jeg har flere gange oplevet overlydsbraget fra Concorden på Atlanterhavet.

Et fly kan ikke flyve med konstant hastighed i det transsoniske område. Det transsoniske område er området, hvor luft omkring flyet bevæger sig med netop lydens hastighed. For Concorde er områden mellem mach 0,97 og 1,7. I dette område må flyet ikke flyve med konstant hastighed, da det vil give skader.

Chr.

  • 0
  • 0