Überschallknall/Fallgeschwindigkeit

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

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

  • 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

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

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 :smile: 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

mich interessiert folgendes:

  • kann ein freifallendes Objekt mehr als
    Überschallgeschwindigkeit erreichen und

Prinzipiell ja, denn ein aus grosser Entfernung auf die Erde fallengelassenes Objekt kann fast Fluchtgeschwindigkeit erreichen, und das sind 11,2 km/sek, wenn man die Luftreibung nicht einrechnet. Ich schaetze, wenn man eine groessere Bleikugel aus 10 km Hoehe fallen laesst, wird diese auch leicht Schallgeschwindigkeit erreichen, was ich aber mal nachrechnen muesste.

  • erzeugt ein „Geschoß“ welches sich mit Überschall durch die
    Luft bewegt (unabhängig ob durch Abschuss oder freien Fall)
    einen Überschallknall ??

Das Objekt erzeugt einen Ueberschallknall. Bei Waffen ist oft der Ueberschallknall lauter als der Abschussknall. Bei ueberschallschnellen Geschossen ist der Einsatz eines Schalldaempfers nicht sinnvoll.

Gruss, Moriarty

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 :smile: 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

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.).

Du übersiehst, daß die A4 nicht senkrecht vom Himmel fiel.
Allerdings behälst Du auch unter Berücksichtigung des Einschalgwinkels Recht. Bei einer Endgeschwindigkeit von 5 Mach beträgt der Öffnungswinkel des Machschen Kegels rund 12°. Bei einer Reichweite von 300 km und einer Flughöhe von 85 km dürfte der Einschlagswinkel aber über 50° gelegen haben. Als die Rakete einschlug war der Überschallknall also nicht in der Nähe des Ziels zu hören. Dies ist nur dann möglich, wenn der Einschlagswinkel deutlich unter dem Öffnungswinkel des Machschen Kegels liegt.

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

*Grübel*

Seht mal im Archiv nach.

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

Hallo Frank,

Selbst ein Fallschirmspringer erreicht m.E. höchstens 350 km/h

ja … außer er fällt in einer sehr dünnen Luftschicht. :wink: 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… :wink:

Markus

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?

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. :wink: 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

Hallo Moriarty,

Das Objekt erzeugt einen Ueberschallknall. Bei Waffen ist oft
der Ueberschallknall lauter als der Abschussknall. Bei
ueberschallschnellen Geschossen ist der Einsatz eines
Schalldaempfers nicht sinnvoll.

Gruss, Moriarty

auch bei überschallschnellen Geschossen macht der Einsatz eines Schalldämpfers Sinn, weil man den Überschallknall im Gegensatz zum Abschussknall nicht orten kann. Das ist sinnvoll für Scharfschützen die nicht entdeckt werden wollen.

Gruß Roland