Frage von Akelo, 69

Wieso lauter Knall bei Schallmauer durchdringung?

Hi Leute,

Ich habe heute morgen gehört, dass es bei einem jet Testflug wohl einen lauten knall gab und die Verantwortlichen gesagt haben sollen, das lag der Schallmauer durchdringung.

Meine Frage ist also woher kommt der knall

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von ramay1418, Community-Experte für Flugzeug, 35

Der Knall entsteht immer beim Durchbrechen der Schallmauer. Genauer: Es handelt sich um einen Verdichtungsstoß der Luft, die von einem Flugzeug, einer Granate oder dem Ende einer einfachen Peitsche zur Seite geschoben wird. 

Es ist also kein einzelnes Ereignis, sondern ein "Knallteppich", der bei einem überschallschnellen Flugzeug durch zwei Verdichtungsstöße (an Bug und Heck) erzeugt und "mitgeschleppt" wird. 

Die Erklärung kann man aber in jedem Physikbuch, Luftfahrtlexikon und selbst bei Wikipedia nachlesen. 

Was mich stutzig macht: "... und die Verantwortlichen gesagt haben sollen, ..." Wer genau sind "die Verantwortlichen" (die Piloten?) und wofür sind sie verantwortlich? Und was genau haben sie wann zu wem gesagt? 

Kommentar von DrehstuhI ,

Die Verantwortlichen sind hier wohl die Polizei in Hessen.

Gestern gegen 18:30 haben hier in Mittelhessen (Wetzlar/Gießen/BadVilbel etc) haben 2 Brittische Eurofighter die Schallmauer durchbrochen. Deswegen gab es 2 große Knälle und eine deutlich sprübare Druckwelle.

http://www.ffh.de/news-service/ffh-nachrichten/nController/News/nAction/show/nCa...

Kommentar von dompfeifer ,

Gestern gegen 18:30 h sind wohl zwei Eurofighter mit Überschallgeschwindigkeit über Wetzlar geflogen. Das hat nichts mit einem "Durchbruch" zu tun.

Kommentar von ramay1418 ,

Ja, das weiß natürlich jeder an der Luftfahrt interessierte Beobachter. Auch, dass sich die Luft staut und "hart wie Beton" wird - und irgendwann dem Flugzeug weichen muss. 

Und man weiß natürlich auch, dass in der Anfangszeit der Überschallfliegerei Flugzeuge zerbrochen sind als wären sie "gegen eine Mauer" geflogen. 

Physikalisch ist das natürlich nicht korrekt, aber "die Schallmauer überwinden" oder "durchbrechen" ist doch auch für Laien viel eher verständlich als eine wissenschaftlich korrekte Abhandlung über Hochgeschwindigkeitsaerodynamik. 

Kommentar von Akelo ,

jop genau um denn Fall geht es, ich habe es zwar nicht gehört aber im Radio wurde darüber berichtet

Expertenantwort
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 16

Da müssen wir erstmal den Begriff "Schallmauer durchbrechen" genauer betrachten.
Da gibt es tatsächlich keine Mauer und nichts wird durchbrochen. Das sagt man nur so wegen des lauten Knalls, wenn ein Flugzeug mit Überschallgeschwindigkeit fliegt.

Das kommt dann physikalisch gesehen daher:
Durch das schnellfliegende Flugzeug wird die Luft vor dem Flugzeug komprimiert. Beim Unterschallflug reageirt die Luft dadurch, dass sie seitlich wegströmt, also um den Rumpf und um die Tragflächen herum.

Im Überschallflug kann sie aber nicht so schnell wegfließen, wie erforderlich, da die maximal mögliche Strömungsgeschwindigkeit durch die Schallgeschwindigkeit vorgegeben ist. Dadurch ensteht ein sehr schmaler Bereich sehr hohen Drucks innerhalb der Luft, die vor dem Flugzeug hergeschoben wird. Diesen Bereich nennt man Verdichtungsstoß. Dieser hohe Druck breitet sich mit etwa Schallgeschwindigkeit in alle Richtungen fort und gelangt irgendwann mal auf die Erdoberfläche. Den plötzlichen Druckanstieg mit genauso schnellem anschließendem Druckabfall nehmen wir als Knall wahr. Dieser Druckunterschied lässt auch Fensterscheiben wackeln.

An den Tragflächen und am Ende des Flugzeuges gibt es auch noch Verdichtungsstöße. Da wirds aber etwas komplizierter mit der Erklärung als an der Spitze. Der Effekt ist allerdings derselbe.

Antwort
von BigReddy, 16

Das liegt daran, dass in dem Moment in dem man die Schallmauer durchbricht sich der Schall von jetzt zu dem von vor einem Moment gesellt.
Du musst dir das vorstellen, wie eine Reihe von Gummibändern. Mit jedem Band das sich spannt baut sich an der Spitze mehr Druck auf.

Wenn man die Schallmauer durchbricht fliegt man schneller als der Schall, den man erzeugt und so baut sich der aufgestaute Druck in einem Knall ab.

Ist nicht ganz wissenschaftlich korrekt, aber als Anschaungsmodel müsste das reichen.

Antwort
von bartman76, 19

Es handelt sich hierbei um die Überlagerung von Druck(Schall)wellen, die ein Flugzeug vor sich her schiebt, bzw. hinter sich her schleppt.

Der Knall tritt nicht bei der Überschreitung der Schallgeschwindigkeit auf, sondern wird ständig erzeugt, beim Flug mit Überschallgeschwindigkeit.

Ein außenstehnder Beobachter nimmt aber nur einen Knall (bzw. 2) wahr.

Antwort
von dompfeifer, 14

Das lag an einem Überschallflug, nicht an einer "Durchdringung".

Dein Bild von der "Schallmauer-Durchdringung" ist missverständlich. Der Überschallknall hat nichts zu tun mit der Überschreitung einer Geschwindigkeit, sondern allein mit der Überschallgeschwindigkeit. Die Wortbildung "Schallmauer" rührt daher, dass die Überschreitung der Schallgeschwindigkeit aerotechnische Probleme bereitet. Und das hat wenig mit dem Knall zu tun.

Wenn ein beliebiger Körper (z.B. Gewehrkugel oder Flugzeug) mit Überschall-Geschwindigkeit an unserem Ohr vorbeifliegt, nehmen wir einen Knall wahr, der wie ein Teppich vorbeizieht, einen Verdichtungsstoß, eben den Überschallknall.

Antwort
von RoSiebzig, 7

Das Flugzeug ist in dem Moment genauso schnell geworden, wie der Schall durch die Luft fliegt.   Dann kommt der ganze gesammelte Schall (von den Düsentriebwerken) von ein paar Sekunden vorher erst danach und auf einmal bei Dir an.

Das Flugzeug überholt praktisch den eigenen Schall in dem Moment.

Das funktioniert also nur, wenn der Jet näher zu Dir kommt (nicht unbedingt auf Dich zu, nur schräg näher) und Schall ``sammeln´´ kann, bevor es ihn überholt.

Kommentar von RoSiebzig ,

° der ganze gesammelte Schall

.., der schon zu Dir unterwegs ist und aber noch braucht bis er ankommt. Der kommt dann auf einmal an, weil der Flieger näher kommt.

Antwort
von AnyBody345, 16

Es gibt eine Interferenz

Antwort
von Blas4me, 30

Hast du doch Grad beantwortet: wenn der Jet die Schallmauer durchbricht gibt es einen akustische Effekt, einen knall

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