Sonik Patlama Nedir? Nasıl Oluşur?

Sonik Patlama Nedir? Nasıl Oluşur?

Ses, bir ortamın taneciklerinin bir dalga kaynağı tarafından titreştirilmesiyle oluşan periyodik bir basınç dalgasıdır. Bu dalgalar kulak tarafından toplanır ve beyinde ses olarak algılanır. Ses dalgaları, deniz seviyesinde ve 20ºC sıcaklıkta 343 m/s hızla yayılır. Sonik patlama, ses dalgalarını oluşturan kaynağın ses hızında veya ses hızından daha hızlı hareket etmesinin bir sonucudur. Sonik patlamayı anlamak için öncelikle Doppler olayına değinmemiz gerekecek.

Doppler olayı kısaca dalga kaynağının hareket etmesi nedeniyle, bir gözlemciye göre dalga boyunun uzaması veya kısalmasıdır. Örneğin bize doğru gelen bir ambulansın yaydığı sesin dalga boyu kısalırken bizden uzaklaşan ambulanstan gelen sesin dalga boyu uzar. Bunun sonucunda ambulans sirenini farklı tonlarda duyarız.

doppler-ucak

Uçakların neden olduğu sonik patlama da Doppler olayıyla yakından ilişkilidir. Örneğin ses hızının altında hareket eden bir uçak (resimde en soldaki durum) ses dalgalarının ön tarafta sıkışmasına neden olur. Uçak ses hızına ulaştığında (resimdeki ortadaki durum) ise ses dalgaları ses duvarını geçemedikleri için üst üste gelerek birikmeye başlar. Böylece yüksek enerjili bir dalga meydana gelir. Ses hızının aşılması durumunda (resimdeki en sağdaki durum) ise ses dalgaları bir koni şeklinde yayılır buna Mach konisi denir. Ses hızına verilen ad 1 Mach’tır.

doppler-olayi

Ses hızında veya üstünde hareket edilmesinin sonucunda sıkışan ses dalgaları uçağın arkasında bir bulut gibi gözüken yüksek basınç alanını oluşturur, bu da gözlemciler tarafından sonik patlama olarak duyulur. Sonik patlama etrafa zarar verebilecek kadar güçlü ve çok gürültülüdür. Süpersonik yani ses hızınını geçebilen ilk yolcu uçakları 1960’ların sonlarına doğru ortaya çıkan Tupolev Tu-144 ve Concorde’dur. Her ne kadar bu uçaklar günümüzde hizmet vermese de yakın gelecekte süpersonik hızlarda yolculuk yapmak tekrar mümkün olacak gibi görünüyor. NASA 2020’ye kadar daha az gürültü çıkaran ve daha az yakıt harcayan X-Plane adını verdiği süpersonik uçakları uçuşa hazır hale getirmeyi hedefliyor.

Kaynak: Bilim ve Teknik – M. Tuna Pesen – Boğaziçi Üniversitesi Fizik Bölümü

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Sonik Patlama Nedir? Nasıl Oluşur?

0