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Hallo Max,
Ich gebe zu, meine Vorlesungen in Bereichen der Überschall-Aerodynamik liegen schon eine Weile zurück aber ich bin meit einigen Aussagen nicht ganz einverstanden - vielleicht bekommen wir ja nochmal einen Aerodynamiker dazu, der sich kompetent äußern kann.
US-Ingenieure haben jetzt eine Version des Kampfflugzeuges
F-5E entwickelt, deren Design den Überschallknall dämpfen
soll.(…)Dadurch könnte der Knall nicht nur leiser, sondern auch um
einige Minuten hinausgezögert werden.
An dieser Stelle tue ich mich sehr schwer mit der Formulierung „um einige Minuten“. Abgesehen davon, daß ich bei Überschall-Thematiken noch nie eine Zeiteinheit >1min gebraucht habe (in der Regel deutlich drunter!!, weiß ich auch nicht, in welcherlei Relation der Knall „um einige Minuten“ verzögert werden soll. Die Druckschwankung wird immer im Überschallbereich entstehen und den Mach’schen Kegel formen, der nach meinem Wissen nur durch die Schall- und die Eigengeschwindigkeit definiert wird (vgl.: http://monet.unibas.ch/intro-physik/Kapitel_9/sld016…). Eine Variation des Kegelöffnungswinkels und damit eine Veränderung der Zeitspanne zwischen Überflug und Eintreffen der Druckschwankung („Überschallknall“; meintest Du diesen Zeitraum?) durch Variation der „Projektil“-Geometrie erscheint mir nur in sehr geringem Maße vorstellbar - wenn überhaupt - so daß eine Änderung dieser Zeitspanne im Bruchteil einer Sekunde liegen müßte.
"Schallmauer.
Der Ausdruck Schallmauer ist irreführend, weil er die
Vorstellung erweckt, ein Flugzeug würde eine unsichtbare Wand
durchbrechen. Die eigentliche Barriere für den Überschallflug
wird durch die Schallgeschwindigkeit selbst vorgegeben.
Wenn ein Objekt sich der Schallgeschwindigkeit nähert,
vollziehen sich einzigartige Ereignisse. Die Moleküle der Luft
bewegen sich wie ein hektischer Schwarm Insekten ungemein
schnell in allen Richtungen durch den Raum. Bei
Zimmertemperatur rasen zum Beispiel die Sauerstoffmoleküle mit
einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 1720 km/h umher."
Die Schallgeschwindigkeit bei Raumtemperatur (= 20°C)liegt bei 343.42 m/s, oder 1235 km/h. Von einer „Annäherung“ an die Geschwindigkeit der Teilchen (so die denn stimmt) möchte ich bei einer Differenz von knapp 500 km/h nicht unbedingt sprechen!
„Fliegt ein Flugzeug mit ein paar hundert Kilometerstunden
durch die Luft, haben deren lebhafte Moleküle genügend Zeit
auszuweichen und die Maschine durchzulassen. Wenn die
Geschwindigkeit des Flugzeugs sich aber der der Moleküle
nähert, können diese nicht mehr ausweichen. Sie häufen sich
vor den Tragflächen des Flugzeugs und werden dort wie der
Schnee vor einem Schneepflug hergeschoben.“
In der Regel enstehen Bereiche mit Luftgeschwindigkeiten>Schallgeschwindigkeit als erstes auf der Tragflächenoberseite. Dieser Effekt tritt auch schon bei Verkehrsflugzeugen auf, die im Unterschallbereich fliegen - ein tolles Bild dazu (aus dem militärischen; nein, es ist aber nicht das Standardbild mit der F-14 
: http://www.aerodesign.de/nurflugel/B-2_aero.htm).
Erreicht das Flugzeug an sich dann die Schallgeschwindigkeit baut sich der Verdichtungsstoß an der Nasenspitze auf - also ganz vorne am Flugzeug - Grafiken hierzu: http://www.aviation4u.de/school/aerodynamik.htm
Des war’s auch schon! Vielen Dank für die Aufmerksamkeit und das eifrige Lesen bis hier unten!
Gruß,
Nabla
