Überschallknall/Fallgeschwindigkeit

Von: , Frage gestellt am Sa, 13. Jan 2001

mich interessiert folgendes:

- kann ein freifallendes Objekt mehr als Überschallgeschwindigkeit erreichen und
- erzeugt ein "Geschoß" welches sich mit Überschall durch die Luft bewegt (unabhängig ob durch Abschuss oder freien Fall) einen Überschallknall ??

leider widersprechen sich da alle Informationen die ich bis jetzt dazu finden konnte.

danke+gruss
STK

12 Antworten zu dieser Frage

  1. Antwort von nach 59 Minuten hilfreich
    Re: Überschallknall/Fallgeschwindigkeit


    Hi,
    du meintest - kann ein freifallendes Objekt mehr als
    ****schallgeschwindigkeit erreichen und
    Mehr als überschall wäre ja ziemlich sinnlos. Beispiel für freifallende Objekte mit Überschallgeschwindigkeit: viele Metoere
    Und: siehe unten. - erzeugt ein "Geschoß" welches sich mit Überschall durch die
    Luft bewegt (unabhängig ob durch Abschuss oder freien Fall)
    einen Überschallknall ??
    Nicht das Bewegen an sich erzeugt den Knall, sondern das überschreiten der Schallgeschwindigkeit

    Flugzeuge mit Überschallgeschwindigkeit sind laut, da (i) die Schallamplitude nur mit 1/r zum Beobachter abnimmt und (ii) sich immer wieder Verdichtungsstöße ausbilden (z.B. im Kurvenflug)


    Bei einem Flugzeug ab etwa Mach 0.7 erreicht die Luftströmung *lokal* Überschallgeschwindifgkeit. Deshalb gibt es bereits bei dieser Geschwindigkeit viele kleine Überschallknalls.
    Auf
    http://www.sky-flash.com/boom.htm
    Kannst du ein Bild einer Phantom II sehen, die mit Unterschallgewschwindigkeit fliegt, aber trotzdem Schockwellen erzeugt.
    Schau auch mal bei
    http://aerodyn.org/HighSpeed/highspeed.html
    rein.

    Ein Objekt, kann im freien Fall durchaus sehr hohe Geschwindigkeiten erreichen:
    -- Zitat: http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/SP-468/ch1... --------------------------
    The difficulties encountered in the use of conventional wind tunnels for aerodynamic tests near a Mach number of 1.0 are briefly described in chapter 5. To overcome these difficulties, several alternatives to the wind tunnel were utilized for aerodynamic studies in the last half of the 1940's. These alternative techniques included the free fall, or drop body, and the rocket-model methods. In the free-fall technique, test wings were mounted on a heavily weighted, streamlined body that was dropped from an airplane at altitudes as high as 40 000 feet. With radio transmission of measurements made with internal balances and ground tracking by radar, the forces and moments acting on the wing could be deduced as the test body passed through the transonic speed range. A variation on this technique that offered the potential for higher speeds and longer test times was the rocket-boosted model launched from the ground.
    -----------Zitat ende c-------------
    Beachte aber, dass mit transsonic speed Geschwindigkeiten ab etwa Maxch 0.7 gemeint sind. Hier machen sich die ersten Überschalleffekte, wie oben schon gesagt, lokal bemerkbar.

    Es geistern auch berichte von Fallschirmspringern, die angeblich Überschallgeschwindigkeit erreicht haben oder selbiges planen, im Netz herum. http://www.citylinkonline.com/news/morgue/trotter.htm
    http://www.legrandsaut.com/ressources/gb/gb_frames/g...

    Ohne das nachgerechnet zu haben, behaupte ich, dass das nur in höheren Bereichen der Atmosphäre (etliche km) geht, da dann der Luftwiderstand klein genug wird.

    Cheers Rossi

    • Antwort von nach 13 Stunden hilfreich
      Re^2: Überschallknall/Fallgeschwindigkeit

      - erzeugt ein "Geschoß" welches sich mit Überschall durch die
      Luft bewegt (unabhängig ob durch Abschuss oder freien Fall)
      einen Überschallknall ??
      Nicht das Bewegen an sich erzeugt den Knall, sondern
      das überschreiten der Schallgeschwindigkeit

      Doch, die Bewegung erzeugt permanent den Knall in Form einer kegelförmigen Bugwelle. Dieser Effekt ist auch bei Schiffen zu beobachten (daher der Name), die sich fast immer schneller als die Wasserwellen bewegen. Der Beobachter hört den Knall aber nur einmal, wenn die kegelförmige Druckwelle an ihm vorbeizieht. Unter dem Begriff "Schallmauer" sind einige Artikel im Archiv zu diesem Thema zu finden.

      Jörg

      • Antwort von nach einem Tag hilfreich
        so isse

        Hi Doch, die Bewegung erzeugt permanent den Knall in Form einer
        kegelförmigen Bugwelle. Dieser Effekt ist auch bei Schiffen zu
        beobachten (daher der Name), die sich fast immer schneller als
        die Wasserwellen bewegen. Der Beobachter hört den Knall aber
        nur einmal, wenn die kegelförmige Druckwelle an ihm
        vorbeizieht. Unter dem Begriff "Schallmauer" sind einige
        Artikel im Archiv zu diesem Thema zu finden.
        Hast recht. Bin mit den lokal auftretenden Überschalleffekten im unterschallbereich ins schleudern gekommen.
        Rossi

      • Antwort von nach 6 Tagen hilfreich
        Re^3: Überschallknall/Fallgeschwindigkeit

        in der Regel geht das wohl nur in sehr dünnen Luftschichten. Selbst ein Fallschirmspringer erreicht m.E. höchstens 350 km/h

        • Antwort von nach 6 Tagen hilfreich
          Re^4: Überschallknall/Fallgeschwindigkeit

          Hallo Frank, Selbst ein Fallschirmspringer erreicht m.E. höchstens 350 km/h
          ja ... außer er fällt in einer sehr dünnen Luftschicht. ;-) Im National Geographic bin ich neulich auf einen interessanten Bericht gestoßen, in dem Capt. Joe W. Kitting von der US Air Force über seinen Weltrekordsprung aus einer Höhe von 31.300 Meter schreibt. Das ist meines Wissens immer noch der aktuelle Weltrekord. Je nach Quelle, und im Internet gibt es viele dazu, hat er entweder Mach 1 überschritten (http://www.tsixroads.com/corinth/jk028.html) , erreicht (z.B. http://www.afa.org/magazine/valor/0685valor.html) oder nur knapp verfehlt. Sicher aber ist, daß er mit ungefähr Mach 1 der Erde entgegengefallen ist.

          Über Sinn und Zweck des Sprungs will ich mich gar nicht auslassen, das liesst sich im Originalartikel eh besser. (National Geographic, 12/1960, Vol. 118, No.6, p. 854). Im Volltext zu finden in den Joe W. Kittinger "Press and Media Info" unter http://www.tsixroads.com/corinth/jk004.html . Meiner Meinung nach sehr lesenswert... ;-)

          Markus

          • Antwort von nach 7 Tagen hilfreich
            Re^5: Überschallknall/Fallgeschwindigkeit

            Hallo Markus,

            wenn das stimmt, wäre er tot. Wasser fängt in einer Höhe von ca. 12.000m an bei 37°C zu sieden. Du hast dich bestimmt verlesen und es war ne amisite mit angabe "31500 fuß". Oder hatte er nen Druckanzug an?

            • Antwort von nach 8 Tagen hilfreich
              Re^6: Überschallknall/Fallgeschwindigkeit

              Hallo Frank, wenn das stimmt, wäre er tot. Wasser fängt in einer Höhe von
              ca. 12.000m an bei 37°C zu sieden. Du hast dich bestimmt
              verlesen und es war ne amisite mit angabe "31500 fuß". Oder
              hatte er nen Druckanzug an?
              nein, nein, es waren schon Meter. ;-) Das müsste auch so in dem 1960-er-Artikel aus dem englischen National Geographic stehen (bzw. die entsprechende Angabe in Fuß). Daraus ist auch zu entnehmen, daß er einen Druckanzug verwendet hat (der übrigens nicht 100%-ig funktioniert hat). Unter einem der Links findet sich auch ein schönes Bild, daß mit einer automatischen Kamera an Bord des Ballons aufgenommen wurde. Ein weiteres schönes Bild findet sich auch im dtsch. National Geographic vom November 1999 auf S. 166. Dort heißt es übrigens, daß Cap. Kitting "fast" die Schallmauer "durchbrochen hätte".

              Den absoluten Höhenrekord übrigens haben wenig später Malcolm Ross und Victor Prather (beide US Air Force) am 4. Mai 1961 aufgestellt. Über dem Golf von Mexico erreichten sie 34 668 Meter, und das ist laut NG immer noch der absolute Höhenrekord für einen (zum. bemannten) Ballon! NG schreibt übrigens, daß V. Prather bei der Landung stirbt, weil sich sein Druckanzug mit Wasser gefüllt hat.

              Ciao,

              Markus

    • Antwort von nach einem Tag hilfreich
      Re^2: Überschallknall/Fallgeschwindigkeit

      du meintest - kann ein freifallendes Objekt mehr als
      ****schallgeschwindigkeit erreichen und
      Mehr als überschall wäre ja ziemlich sinnlos. Beispiel für
      freifallende Objekte mit Überschallgeschwindigkeit: viele
      Metoere
      Und: siehe unten.
      ich meinte freifallend wie einen fallschirmspringer eben .. und nicht einen klumpen, welcher mit mehreren km/s durchs all "fliegt" - fallen kann doch nur etwas in der nähe eines planeten (z.b.), also zählen meteroriten nicht dazu - erzeugt ein "Geschoß" welches sich mit Überschall durch die
      Luft bewegt (unabhängig ob durch Abschuss oder freien Fall)
      einen Überschallknall ??
      Nicht das Bewegen an sich erzeugt den Knall, sondern
      das überschreiten der Schallgeschwindigkeit
      das mit resonanzwelle ist mir auch klar - vielleicht sollte ich es anders beschreiben:
      http://www.accessweb.com/users/mconstab/v2.htm

      nur als ein beispiel - dort steht double boom ...
      warum es nun 2 sein sollen weiss ich nicht - vielleicht der aufschlag :-) oder weil das geschoss einmal die schallgrenze überschreitet und dann wieder unterschreitet (weiter unten in der atmosphäre ??)
      die rakete war jedenfalls an dieser stelle nicht mehr angetrieben - also freifallend!!

      wenn ein projektil aus einer schusswaffe an meinem ohr vorbeifliegt, hör ich dann einen knall oder nicht ... ich meine frelich nicht den abschussknall, weil der sich mit schallgeschwindigkeit ausbreitet und demnach langsamer ist als das projektil (anfangs zumindest)

      was mich auch interessieren würde ist, wie ein schalldämpfer funktioniert ... durch abbremsen des proj. oder durch dämpfen der treibgase ?? (gehört vermutlich nicht hierher)

      STK

      • Antwort von nach 2 Tagen hilfreich
        Re^3: Überschallknall/Fallgeschwindigkeit

        Hi
        ich meinte freifallend wie einen fallschirmspringer eben ..
        und nicht einen klumpen, welcher mit mehreren km/s durchs all
        "fliegt" - fallen kann doch nur etwas in der nähe eines
        planeten (z.b.), also zählen meteroriten nicht dazu
        Der freie Fall ballistischer Sprengköpfe hat durchaus gewisse Ähnlichkeit mit Metoriten, da sie ebenfalls aus Regionen mit "dünner Luft" herabfallen. das mit resonanzwelle ist mir auch klar - vielleicht sollte
        ich es anders beschreiben:
        http://www.accessweb.com/users/mconstab/v2.htm

        nur als ein beispiel - dort steht double boom ...
        warum es nun 2 sein sollen weiss ich nicht - vielleicht der
        aufschlag :-) oder weil das geschoss einmal die schallgrenze
        überschreitet und dann wieder unterschreitet (weiter unten in
        der atmosphäre ??)
        die rakete war jedenfalls an dieser stelle nicht mehr
        angetrieben - also freifallend!!
        Hier hast Du mich ins Grübeln gebracht. Auf der Seite von Dir zitierten Seite steht nämlich:
        "The only warning of an approaching V2 was the double boom as it broke the sound barrier shortly before impact."
        Wie soll das bei einem frei fallenden Körper mit Überschallgeschwindigkeit gehen? Ich habe mir folgendes überlegt: Zeichne einen frei fallenden Körper und den zugehörigen Machkegel. Zeichne einen Beobachter am Boden. Der Beobachter kann das Projektil eigentlich nicht hören (es sei denn, ich übersehe etwas.). Nun mache eine Zeichnung für den Zeitpunkt des Aufschlags und zeichne alle Stoßwellen ein: Den Machkegel und die Druckwelle der Explosion. Lasse beide Stoßwellen sich ausbreiten. Sie werden nacheinander beim Beobachter eintreffen. Die Reihenfolge, welche Stoßwelle zuerst wahrnehmbar ist, hängt von der Geschwindigkeit (=Winkel des Machkegels) des Projektils ab. Dann ist es aber, wie du selbst sagst: Der doppelte Knall besteht aus Überschalldruckwelle und Explosionsknall. Von Meteoriteneinschlägen wird ähnliches berichtet. Z.B.
        http://www.cseti.org/crashes/149.htm

        : wenn ein projektil aus einer schusswaffe an meinem ohr
        : vorbeifliegt, hör ich dann einen knall oder nicht ... ich
        : meine frelich nicht den abschussknall, weil der sich mit
        : schallgeschwindigkeit ausbreitet und demnach langsamer ist als
        : das projektil (anfangs zumindest)
        Ich würde wieder zwei Stoßwellen erwarten - zumindest, wenn man nahe genug dran ist. Vielleicht kann man physiologisch
        beides dann nicht mehr zeitlich trennen. Allerdings hängen viele Details der Stoßwelle kritisch von der Geometrie des
        umströmten Körpers ab. Hier konnte mir auch der Landau/Lifschitz nicht weiterhelfen.

        :
        : was mich auch interessieren würde ist, wie ein schalldämpfer
        : funktioniert ... durch abbremsen des proj. oder durch dämpfen
        : der treibgase ?? (gehört vermutlich nicht hierher)
        *Grübel*
        Cheers Rossi



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