Überschallknall?

Wissenschaft Physik
#41

ich stimme deiner rechnung zu. nur deiner schlussfolgerung nicht.

punkt 1:
es handelt sich um eine gedämpfte schwingung. das heißt, es ist immer eine restschwingung vorhanden. richtig.

punkt 2:
du hast geschrieben:„das gleiche gilt auch für die halbe periodendauer“. dem füge ich hinzu: das gleiche gilt für maxima und für minima. der mittelpunkt erfähr maxima wie auch minima.

thema geschwindigkeit stimme ich auch völlig zu. deshalb fragte ich. die schallgeschwindigkeit kann nicht zunehmen. das bedeutet: maximum 1 kommt zum zeitpunkt t1 am mittelpunkt an. minimum 1 kommt zum zeitpunkt t + halbe periodendauer der schallwelle am mittelpunkt an.
nun kommt das geschwächte maximum 2 der 1. welle und überlagert sich mit dem 1. maximum der 2. welle. man muss nun beide addieren. eine halbe periodendauer weiter erfährt der mittelpnkt das 2. minimum der 1. welle und überlagert sich mit dem 1. minimum der 2. welle.
die folgenden minima und maxima werden ebenfalls abgezogen bzw. addiert. man kann also davon ausgehen, dass es im mittelpunkt ziemlich laut wird.

was denkst du jetzt? meinst du immer noch, nichts zu hören im mittelpunkt? wenn ja, warum?

MOD: Vollzitat gelöscht.

#42

Schau mal hier:

http://img219.imageshack.us/my.php?image=dsc00081md7…

Ich hab mir redlich Mühe gegeben für die Zeichnung :wink:

Ich hab hier also Maxima, Minima und Nullstellen gekennzeichnet und für 2 Unterschiedliche Zeiten aufgemalt (zu mehr hat mir die Lust gefehlt).

So, ich muss morgen früh raus, bin also nun im Bett.

Gruß

#43

Schau mal hier:

http://img219.imageshack.us/my.php?image=dsc00081md7…

Ich hab mir redlich Mühe gegeben für die Zeichnung :wink:

Ich hab hier also Maxima, Minima und Nullstellen
gekennzeichnet und für 2 Unterschiedliche Zeiten aufgemalt (zu
mehr hat mir die Lust gefehlt).

So, ich muss morgen früh raus, bin also nun im Bett.

ich konnte ausschlafen…wobei um 9 eigentlich schon noch fast mitternacht ist…

beschreib doch bitte mal kurz mit worten, wann welche welle, die wann von wo gesendet wurde, am mittelpunkt ankommt.

bitte mit maxima UND minima…

sagen wir, das flugzeug hat position a, b, c, d, und e.
a, c und e sind maxima und b und d minima. bitte gib die zeiten dazu an. bitte keinen ganzen kreis erklären oder zeichnen. nur 2 periodendauern!

#44

Ok ich probier das mal, ob wohl erklären ja nicht so meine Stärke ist …

Zur vereinfachten Darstellungen nehme ich an, das der Kreis genau so groß ist, das der Schall die Strecke Kreis–> Mittelpunkt in genau einer Periodendauer T braucht.

Ich betrachte, wie auch schon in der Zeichnung, alles in Zeitabständen von T/4.

Es geht also los
t=0:
Die erste Schallwelle wird los geschickt
t=T/4
Die zweite Schallwelle wird los geschickt
t=T/2
Die dritte Schallwelle wird los geschickt
t=3/4 T
Die vierte Schallwelle wird los geschickt

Bis hier ist noch nicht spannendes passiert

t=T
Die fünfte Schallwelle wird los geschickt.
Die erste Schallwelle kommt am Mittelpunkt an … also die 1. Nullstelle sozusagen --> Wir hören noch nichts

t= 5/4 T
Die sechste Schallwelle wird los geschickt.
Das Maximum der ersten Schallwelle ist am Mittelpunkt angekommen
Die 1. Nullstelle der zweiten Schallwelle ist am Mittelpunkt angekommen
—> Wir hören etwas

t=3/2 T
Die siebte Schallwelle wird los geschickt
Die 2. Nullstelle der ersten Schallwelle ist am Mittelpunkt
Das Maximum der zweiten Schallwelle ist am Mittelpunkt
Die 1. Nullstelle der dritten Schallwelle ist am Mittelpunkt
—> keine Druckänderung … wir hören nichts.

t=7/4 T
Die achte Schallwelle wird los geschickt
Das Minimum der ersten Schallwelle ist am Mittelpunkt
Die 2. Nullstelle der zweiten Schallwelle ist am Mittelpunkt
Das Maximum der dritten Schallwelle ist am Mittelpunkt
Die 1. Nullstelle der vierten Schallwelle ist am Mittelpunkt
—> Maxima und Minima gleichen sich aus —> Druckänderung zu t=3/2 T —> wir hören was

t=2 T
Die neunte Schallwelle wird los geschickt
Die 3. Nullstelle der ersten Schallwelle ist am Mittelpunkt
Das Minimum der zweiten Schallwelle ist am Mittelpunkt
Die 2. Nullstelle der dritten Schallwelle ist am Mittelpunkt
Das Maximum der vierten Schallwelle ist am Mittelpunkt
Die 1. Nullstelle der fünften Schallwelle ich am Mittelpunkt
—> Maxima und Minima gleichen sich aus … wie bei t=7/4 T --> wir hören nichts

Ab jetzt ist alles stationär, es sollte sich nichts verändern und wir nichts hören … mal gucken ob das stimmt:

t=9/4 T
Die zehnte Schallwelle wird los geschickt
Die 3. Nullstelle der zweiten Schallwelle ist am Mittelpunkt
Das Minimum der dritten Schallwelle ist am Mittelpunkt
Die 2. Nullstelle der vierten Schallwelle ist am Mittelpunkt
Das Maximum der fünften Schallwelle ist am Mittelpunkt
Die 1. Nullstelle der sechsten Schallwelle ist am Mittelpunkt
—> keine Druckänderung zu t=2T —> wir hören nichts

t=5/2 T
Die 11 Schallwelle wird los geschickt
Die 3. Nullstelle der dritten Schallwelle ist am Mittelpunkt
Das Minimum der vierten Schallwelle ist am Mittelpunkt
Die 2. Nullstelle der fünften Schallwelle ist am Mittelpunkt
Das Maximum der sechsten Schallwelle ist am Mittelpunkt
Die 1. Nullstelle der siebten Schallwelle ist am Mittelpunkt
—> keine Druckänderung zu t=9/4T —> wir hören nichts

t=11/4 T
Die 12 Schallwelle wird los geschickt
Die 3. Nullstelle der vierten Schallwelle ist am Mittelpunkt
Das Minimum der fünften Schallwelle ist am Mittelpunkt
Die 2. Nullstelle der sechsten Schallwelle ist am Mittelpunkt
Das Maximum der siebten Schallwelle ist am Mittelpunkt
Die 1. Nullstelle der achten Schallwelle ist am Mittelpunkt
—> keine Druckänderung zu t=5/2 T —> wir hören nichts

.
.
.
.

Ich denke es ist klar, was ich meine …

Gruß
TeaAge

#45

wow…da hast du aber „kurz“ erklärt…ich leg mal meine gedankenmaske drüber.

Zur vereinfachten Darstellungen nehme ich an, das der Kreis
genau so groß ist, das der Schall die Strecke Kreis–>
Mittelpunkt in genau einer Periodendauer T braucht.

ok

Ich betrachte, wie auch schon in der Zeichnung, alles in
Zeitabständen von T/4.

ok

Es geht also los
t=0:
Die erste Schallwelle wird los geschickt
t=T/4
Die zweite Schallwelle wird los geschickt
t=T/2
Die dritte Schallwelle wird los geschickt
t=3/4 T
Die vierte Schallwelle wird los geschickt

Es geht also los
t=0:
Die erste Schallwelle wird los geschickt
t=T/4
das erste maximum wird losgeschickt
t=T/2
die negative schwingung der ersten schallwelle beginnt
t=3/4 T
das minimum wird losgeschickt

Bis hier ist noch nicht spannendes passiert

t=T
Die fünfte Schallwelle wird los geschickt.
Die erste Schallwelle kommt am Mittelpunkt an … also die 1.
Nullstelle sozusagen --> Wir hören noch nichts

t=T
Die 2. Schallwelle wird los geschickt.
Die erste Schallwelle kommt am Mittelpunkt an … also die 1.
Nullstelle sozusagen --> Wir hören noch nichts

t= 5/4 T
Die sechste Schallwelle wird los geschickt.
Das Maximum der ersten Schallwelle ist am Mittelpunkt
angekommen
Die 1. Nullstelle der zweiten Schallwelle ist am Mittelpunkt
angekommen
—> Wir hören etwas

t= 5/4 T
das maximum der 2. schallwelle wird losgeschickt.
Das Maximum der 1. Schallwelle ist am Mittelpunkt
Die 1. Nullstelle der 1. Schallwelle ist 1/4 periode nach dem mittelpunkt.
Die 2. Nullstelle der 1. Schallwelle ist 1/4 periode vor dem mittelpunkt.
—> Wir hören etwas

t=3/2 T
Die siebte Schallwelle wird los geschickt
Die 2. Nullstelle der ersten Schallwelle ist am Mittelpunkt
Das Maximum der zweiten Schallwelle ist am Mittelpunkt
Die 1. Nullstelle der dritten Schallwelle ist am Mittelpunkt
—> keine Druckänderung … wir hören nichts.

t=3/2 T
der negative wellenberg der 2. schwingung beginnt(nullstelle).
der negative wellenberg der ersten schwingung beginnt am mittelpunkt(nullstelle).
Das minimum der 1. Schallwelle ist 1/4 T vorm mittelpunkt.
das maximum der ersten schallwelle ist 1/4 T nach dem mittelpunkt.
—> Druckänderung … wir hören etwas.

t=7/4 T
Die achte Schallwelle wird los geschickt
Das Minimum der ersten Schallwelle ist am Mittelpunkt
Die 2. Nullstelle der zweiten Schallwelle ist am Mittelpunkt
Das Maximum der dritten Schallwelle ist am Mittelpunkt
Die 1. Nullstelle der vierten Schallwelle ist am Mittelpunkt
—> Maxima und Minima gleichen sich aus —>
Druckänderung zu t=3/2 T —> wir hören was

t=7/4 T
das minimum der 2. schallwelle wird losgeschickt.
Das Minimum der 1. Schallwelle ist am Mittelpunkt
Die 2. Nullstelle der 1. Schallwelle ist 1/4 T nach dem Mittelpunkt
die 1. nullstelle der 1. schallwelle ist 1/4 T vor dem mittelpunkt.

Druckänderung - wir hören was

möchtest du weitermachen, einspruch erheben oder zustimmen?

#46

Ok, jetzt habe ich verstanden wo unseren unterschiedlichen Meinungen her kommen.

Deiner Ansicht nach wird nur einmal alle Periodendauer eine neue Schallwelle los geschickt … ich ging davon aus, das quasi zu jedem Zeitpunkt eine neue Schallwelle los geschickt wird.

Mein Wissen vom Schall hört hier tatsächlich auf … ich dachte mir nur, das das Flugzeug sich ja auch bei t=T/4 weiter bewegt hat, sich also an einem anderen Ort befinden und von dort auch Schallwellen los geschickt werden.

Laut deiner Erklärung gibt es ja keine Überlagerung am Mittelpunkt … erst wenn die eine Schallwelle durch ist, kann die nächste kommen.
Man hört also einen Knall nach dem anderen.

Wie gesagt mein Wissen hört hier auf aber ich hab mal das Waschbecken mit Wasser voll laufen lassen und meinem Finger im Kreis bewegt.
Innerhalb des Kreises sah ich … nichts … dafür war das Waschbecken zu klein etc. … es hat auf jeden Fall nicht so geklappt wie ich mir das vorgestellt habe.

Aber die nach außen gehenende Welle konnte man gut sehen. Wie sich quasi von meinem im Kreis-bewgender-Finger eine gekrümmte Linie gebildetet hat. Das Kontinuum der Maxima sozusagen.
Es geht hier ja schließlich nicht um eine Schwingung sondern um eine Welle und genau da denke ich ist dein Denkfehler … zu jedem Zeitpunkt bildet sich ein neues Maxima und nicht nur alle Periodendauer.

Mal gucken ob man da Infos im Internet zu findet.

Gruß
TeaAge

#47

Es geht hier ja schließlich nicht um eine Schwingung sondern
um eine Welle und genau da denke ich ist dein Denkfehler …
zu jedem Zeitpunkt bildet sich ein neues Maxima und nicht nur
alle Periodendauer.

wenn du deinen finger im wasser im kreis drehst, schiebst du eine welle vor ihm her wie ein schiff. das hat nichts mit schall zu tun.

es wäre wirklich günstig, wenn du dir das flugzeug erstmal als punktschallquelle vorstellst. eine schallquelle wäre in diesem fall ein sich im kreis bewegender vibrierender punkt. er kann nicht zu jedem zeitpunkt ein maximum senden, denn schall heißt vibration.

ein flugzeug weiterhin ist ein objekt, welches aus rundungen, ecken und kanten besteht und in sich selbst schwingt. ein überlagern von wellen ist unvermeidlich. ein auslöschen von schallwellen mit einem flugzeug dürfte nahezu unmöglich sein.

die überschallwelle haben wir noch gar nicht betrachtet. sollten wir das noch tun, schlage ich vor, einen neuen thread zu beginnen. dazu müssten wir uns in sachen unterschall aber erst einmal einigen.

#48

wenn du deinen finger im wasser im kreis drehst, schiebst du
eine welle vor ihm her wie ein schiff. das hat nichts mit
schall zu tun.

Aber genau das passiert doch beim Flugzeug … obwohl, jetzt bin ich verunsichert.
Zumindest der Überschallknall, also der Verdichtungsstoß ist das … mangels Wissen hab ich das auf restliche Schallquellen vom Flugzeug rück geschlossen.

es wäre wirklich günstig, wenn du dir das flugzeug erstmal als
punktschallquelle vorstellst. eine schallquelle wäre in diesem
fall ein sich im kreis bewegender vibrierender punkt. er kann
nicht zu jedem zeitpunkt ein maximum senden, denn schall heißt
vibration.

Das klingt logisch.
Ich dachte das in erster Linie (Triebwerke etc. ausgenommen) Geräusche am Flugzeug entstehen, weil sich infolge vom Geschwindigkeitsprofil entlang des Flugzeugs auch ein Druckprofil einstellt, welches sich als Welle in der Luft ausbreitet und von uns zu hören ist.

ein flugzeug weiterhin ist ein objekt, welches aus rundungen,
ecken und kanten besteht und in sich selbst schwingt. ein
überlagern von wellen ist unvermeidlich. ein auslöschen von
schallwellen mit einem flugzeug dürfte nahezu unmöglich sein.

Das das Flugzeug anfängt zu schwingen und deshalb nicht immer ein Maximum ausgesendet werden ist mir dann natürlich auch klar, das hatte ich noch gar nicht betrachtet … bzw. ignoriert.

die überschallwelle haben wir noch gar nicht betrachtet.
sollten wir das noch tun, schlage ich vor, einen neuen thread
zu beginnen. dazu müssten wir uns in sachen unterschall aber
erst einmal einigen.

Also bei der Überschallwelle bin ich mir recht sicher, weil sie permanent vorm Flugzeug her geschoben wird … das trifft sicherlich auf alle anderen Druckschwankungen zu, die durch die Strömung entstehen (wobei ich nicht weiß ob und wie man sie hört)… Wellen, die durch das Schwingen von Teilen erzeugt werden (Triebwerke, Flügel, …) werden, werden sich nicht auslöschen.

Das wäre jetzt mein zwischen Fazit … wie siehst du das?

Gruß

#49

überschall

wenn du deinen finger im wasser im kreis drehst, schiebst du
eine welle vor ihm her wie ein schiff. das hat nichts mit
schall zu tun.

Aber genau das passiert doch beim Flugzeug

völlig richtig, aber auf den schall hat das nur z.b.ein leiserwerden oder so als auswirkung…es ist keine druckwelle, die sich mit schallgeschwindigkeit ausbreitet. wenn man mit dem auto fährt, schiebt man auch eine druckwelle vor sich her. diese breitet sich aber nicht aus, sondern das ist nur eine masseströmung, die schnell gedämpft und verwirbelnd nicht mal den bürgersteig erreicht.

Zumindest der Überschallknall, also der Verdichtungsstoß ist
das …

womit wir zur eigentlichen frage kommen…aber der umweg hat uns beiden sicher nicht geschadet…

die überschallwelle haben wir noch gar nicht betrachtet.
sollten wir das noch tun, schlage ich vor, einen neuen thread
zu beginnen. dazu müssten wir uns in sachen unterschall aber
erst einmal einigen.

Also bei der Überschallwelle bin ich mir recht sicher, weil
sie permanent vorm Flugzeug her geschoben wird

…das müssten wir jetzt mal erörtern…

…das trifft
sicherlich auf alle anderen Druckschwankungen zu, die durch
die Strömung entstehen (wobei ich nicht weiß ob und wie man
sie hört)… Wellen, die durch das Schwingen von Teilen
erzeugt werden (Triebwerke, Flügel, …) werden, werden sich
nicht auslöschen.

was genau ist eine überschalldruckwelle? wie genau kommt die zustande? das ist eine wissenschaft für sich. im moment bin ich am überlegen, warum eine überschallwellen sich mit überschall ausbreiten soll. das habe ich gerade im netz gelesen oder zumindest so verstanden.

http://www.itv.rwth-aachen.de/fileadmin/LehreSeminar…

seite 9.1-31

aber schall kann sich ja nicht mit überschall ausbreiten. da stimmt was nicht.

#50

völlig richtig, aber auf den schall hat das nur z.b.ein
leiserwerden oder so als auswirkung…es ist keine druckwelle,
die sich mit schallgeschwindigkeit ausbreitet. wenn man mit
dem auto fährt, schiebt man auch eine druckwelle vor sich her.
diese breitet sich aber nicht aus, sondern das ist nur eine
masseströmung, die schnell gedämpft und verwirbelnd nicht mal
den bürgersteig erreicht.

Ich glaub ich muss mich erstmal bisschen schlau mach über Schall, ich kann mir da immer nicht mehr vorstellen als eine sich ausbreitende Druckschwankung … für unsere Diskussion reicht das wohl nicht aus.

was genau ist eine überschalldruckwelle? wie genau kommt die
zustande? das ist eine wissenschaft für sich. im moment bin
ich am überlegen, warum eine überschallwellen sich mit
überschall ausbreiten soll. das habe ich gerade im netz
gelesen oder zumindest so verstanden.

Ich weiß nicht ob Überschalldruckwelle ein wissenschaftlich korrekter Begriff ist. Vermutlich ist damit der senkrecht oder schräge Verdichtungsstoß gemeint.

Auf die schnelle werde ich aus deinem Link auch nicht schlau. An sich kann ich mir das schon vorstellen, würde sie sich nicht schneller bewegen, würde man sie ja quasi weg blasen können. Ich könnte mir vorstellen das sie sich aber wieder mit Schallgeschwindigkeit bewegt, wenn sie den kritischen (Ma>1) Bereich verlassen hat. Das ist aber nur Spekulation, dazu muss ich mich auch erstmal schlau machen.

Der Verdichtungsstoß ist quasi die Aufstauung vieler Schallwellen vorm Flugzeug, weil das sich ja schneller als die Schallwellen bewegt, und der damit verbundene große Druckunterschied … so zumindest die einfache Erklärung.

Meine Meinung ist nun folgende:
Den Überschallknall hört man nicht am Kreismittelpunkt.
Andere Druckunterschiede aufgrund von Strömung sind zu schwach als das sie für uns wahrnehmbar wären geschweige denn überhaupt am Kreismittelpunkt ankommen.
Schall, durch schwingende Teile, ist am Kreismittelpunkt normal hörbar, da sie eben periodisch auftreten.

Gruß

#51

Der Verdichtungsstoß ist quasi die Aufstauung vieler
Schallwellen vorm Flugzeug, weil das sich ja schneller als die
Schallwellen bewegt, und der damit verbundene große
Druckunterschied … so zumindest die einfache Erklärung.

ich denke, das passt schon so.

http://home.snafu.de/kirski/machkegel/Mach.html

also beim geradeausflug scheint die addition der sich kreuzenden wellenberge den knall im menschenohr zu verursachen. als ein punkt hat das zusammentreffen mehrerer schallwellen einen enormen verstärkungseffekt. dabei treffen viele wellen aufeinander und auch nicht alle gleichzeitig. deshalb hört man durchaus auch mehrere knalle.
bei einer normalen schallausbreitung kommt ja eine welle nach der anderen und diese kreuzen sich nicht.

Meine Meinung ist nun folgende:
Den Überschallknall hört man nicht am Kreismittelpunkt.

wie kommst du drauf? ich glaube nämlich, dass der fragesteller anfangs schon richtig vermutet hat mit „hört man den knall die ganze zeit?“.
es wird unglaublich laut im mittelpunkt.
deiner theorie müsste es eine einzige „dauerwelle“ sein…dann würde sie sich auslöschen. so wie dein finger im wasser. hier konzentrieren sich aber alle vom flugzeug gesendeten wellen. der mittelpunkt dürfte meiner ansicht nach mit schallwellen bombardiert werden. vor allem wird er opfer seiner eigenen welle werden…

was denkst du?

MOD: Vollzitat gekürzt.

#52

Meine Meinung ist nun folgende:
Den Überschallknall hört man nicht am Kreismittelpunkt.

wie kommst du drauf? ich glaube nämlich, dass der fragesteller
anfangs schon richtig vermutet hat mit „hört man den knall die
ganze zeit?“.
es wird unglaublich laut im mittelpunkt.
deiner theorie müsste es eine einzige „dauerwelle“ sein…dann
würde sie sich auslöschen. so wie dein finger im wasser.

Es verhält sich so wie mit der Wasser Welle. Der Mach’sche Kegel dreht sich eben nur um dem Kreismittelpunkt. Das man mehrere Knalls hört liegt meines Erachtens daran, das das Flugzeug-Profil mehrere Verdichtungsstöße hervorruft (Spitze, Flügel, Triebwerkseintritt, Leitwerk), ein schlagartiger Anstieg des Druckes. Diese Verhält sich anders als gewöhnliche Schallwellen http://de.wikipedia.org/wiki/Sto%C3%9Fwelle

Es wird vor dem Flugzeug ein enormer Druck her geschoben … ein stehendes Maximum … kurz da hinter beschleunigt die Luft auf ein Maximum was ein Druckmimimum zur Folge hat … aber auch das steht so zusagen.

Hier hilft vielleicht folgender Artikel:
http://de.wikipedia.org/wiki/%C3%9Cberschallflug

So, du bist dran :wink:

#53

Meine Meinung ist nun folgende:
Den Überschallknall hört man nicht am Kreismittelpunkt.

wie kommst du drauf? ich glaube nämlich, dass der fragesteller
anfangs schon richtig vermutet hat mit „hört man den knall die
ganze zeit?“.
es wird unglaublich laut im mittelpunkt.
deiner theorie müsste es eine einzige „dauerwelle“ sein…dann
würde sie sich auslöschen. so wie dein finger im wasser.

Es verhält sich so wie mit der Wasser Welle. Der Mach’sche
Kegel dreht sich eben nur um dem Kreismittelpunkt. Das man
mehrere Knalls hört liegt meines Erachtens daran, das das
Flugzeug-Profil mehrere Verdichtungsstöße hervorruft

das heißt, die animation in diesem von mir gesendeten link sagt nichts über den knall aus?

Es wird vor dem Flugzeug ein enormer Druck her geschoben …
ein stehendes Maximum …

wie kommst du auf ein stehendes maximum?

http://de.wikipedia.org/wiki/Sto%C3%9Fwelle

„…Bewegt sich die Störung jedoch schneller als die durch sie verursachten Druckwellen, kann die Materie des Mediums nahe der Störungsquelle nicht schnell genug reagieren, um der Störung auszuweichen. Die Zustandsgrößen des Mediums (Dichte, Druck, Temperatur, Geschwindigkeit usw.) verändern sich daher nahezu momentan, um sich der Störung anzupassen. Dadurch werden dünne Störungswellen mit stark ansteigendem Druck erzeugt, Stoßwellen genannt, und eine schockartige Erhitzung des Materials bewirkt. Die Stoßwellen klingen schließlich zu normalen Druckwellen ab, wenn ihre Energie vom Medium absorbiert wird…“

es steht nichts von einer einzigen stehenden welle hier. im gegenteil. es werden eine vielzahl von wellen gesendet. man kann sich das eigentlich auch ganz gut vorstellen. das flugzeug überholt quasi selbst die eben gesendete schallwelle. diese dürfte sich also selbst am flugzeug reflektieren, was sie aber nicht kann, da das flugzeug schneller ist. also werden alle schallwellen theoretisch am flugzeug direkt gebündelt und festgehalten - theoretisch. und von der seite hast du völlig recht.

praktisch schiebt das flugzeug aber luft vor sich her, in dem sich die schallwellen vor dem und vor das flugzeug bewegen können(wobei theoretisch nur da, wo luft vor dem flugzeug gebündelt wird, auch schallwellen gesendet werden können.) und in diesem dünnen bereich dürfte meines erachtens die hölle los sein. das müsste auch der bereich sein, in dem das wasser aus der luft kondensiert, wenn das flugzeug leicht über meereshöhe fliegt - so irgendwo in flügelnähe, was man auf bildern sieht.

wie kommst du genau darauf, dass es sich um eine einzige schallwelle handelt, die das flugzeug vor sich herschiebt? die stoßwelle an sich ist ja nicht nur eine einzige schwingung. der knall, den wir beim geradeausflug hören, ist eine menge von schwingungen/wellen, die sich überlagern. das ohr nimmt es halt nur nicht wahr.

jetzt bis du wieder dran…aber lass dir zeit…immer wenn du antwortest, fühle ich mich gezwungen, sofort zu antworten…ich bin wehrlos.

#54

So, ich hoffe ich hab lange genug gewartet … ich konnte es kaum aushalten :wink:

Es wird vor dem Flugzeug ein enormer Druck her geschoben …
ein stehendes Maximum …

wie kommst du auf ein stehendes maximum?

Zu der Stoßwelle kommt es auch ohne Schallwellen. Die Luftströmung kann sich einfach nicht schnell genug (sondern nur mit Schallgeschwindigkeit) auf die Störung (das Flugzeug) anpassen. Das Druckprofil um das Flugzeug ist relativ konstant und da es in erster Linie von der Geometrie abhängt (bei konstanter Geschwindigkeit). Man kann also sagen das Flugzeug schiebt einen „Luftberg“ vor sich her —> hoher Druck. Es scheint also das ein Druckmaximum relativ zum Flugzeug steht. Das heißt aber auch, das sich das Druckmaximum relativ zur Luft bewegt … die einzelnen Luftteilchen werden damit nur zur Schwingung erregt. Befinden sie sich gerade am Minimum ist das Flugzeug schon wieder weiter geflogen.
Befindet man sich also selber kurz vor der Flugzeugspitze oder an einer anderen Stelle wo die Druckwelle erzeugt wird, hört man auch nichts.
Mittlerweile glaube ich, das die Erklärung mit „die Schallwellen“ stauen sich auf, eher eine gute Erklärung zum Mach’schen Kegel und zur Schallgeschwinigkeit, als der wirkliche Grund für den rasanten Druckanstieg … der dürfte im wesentlich allein durch das Strömungsprofil hervorgerufen werden.
Würde die Stoßwelle vor dem Flugzeug schwingen, würde das ja eine riesige Druckänderung vor dem Flugzeug, also auch um das ganze Flugzeugprofil (also auch die Flügel) hervorrrufen.
Das würde unweigerlich dazu führen, dass die Strömung abreißt und das Flugzeug nicht flugfähig wäre.

http://de.wikipedia.org/wiki/Sto%C3%9Fwelle

„…Bewegt sich die Störung jedoch schneller als die durch sie
verursachten Druckwellen, kann die Materie des Mediums nahe
der Störungsquelle nicht schnell genug reagieren, um der
Störung auszuweichen. Die Zustandsgrößen des Mediums (Dichte,
Druck, Temperatur, Geschwindigkeit usw.) verändern sich daher
nahezu momentan, um sich der Störung anzupassen. Dadurch
werden dünne Störungswellen mit stark ansteigendem Druck
erzeugt, Stoßwellen genannt, und eine schockartige Erhitzung
des Materials bewirkt. Die Stoßwellen klingen schließlich zu
normalen Druckwellen ab, wenn ihre Energie vom Medium
absorbiert wird…“

es steht nichts von einer einzigen stehenden welle hier. im
gegenteil. es werden eine vielzahl von wellen gesendet. man
kann sich das eigentlich auch ganz gut vorstellen.

ich bin mir nicht sicher wie das „Stoßwellen“ zu verstehen ist … vorstellen kann man sich aber, das die Luftteilchen die durch die Stoßwelle zur gedämpften Schwingung erregt wurden, nach schwingen. Also hinter der Stoßwelle bewegen quasi Nachwellen.

das müsste auch der bereich sein, in dem das wasser aus
der luft kondensiert, wenn das flugzeug leicht über meereshöhe
fliegt - so irgendwo in flügelnähe, was man auf bildern sieht.

an sich ja, durch die Druck-/Temperaturänderung ist die Luft spontan übersättigt und kondensiert aus.

Gruß

#55

die einzelnen Luftteilchen werden damit nur
zur Schwingung erregt. Befinden sie sich gerade am Minimum ist
das Flugzeug schon wieder weiter geflogen.

ja, allerdings luftpakete schwingen. einzelne luftteilchen nicht.

an sich ja, durch die Druck-/Temperaturänderung ist die Luft
spontan übersättigt und kondensiert aus.

stimme dir eigentlich soweit zu…

also als resüme haben wir im grunde halt nur die frage offen, ob

a) komprimierte und expandierte luft selbst ODER
b) schallausbreitung in dieser luft ODER
c) sich überlagernde schallwellen ODER
d) eine kombination dieser möglichkeiten den knall ergeben.

#56

a) komprimierte und expandierte luft selbst ODER
b) schallausbreitung in dieser luft ODER
c) sich überlagernde schallwellen ODER
d) eine kombination dieser möglichkeiten den knall ergeben.

Hier dann noch mal meine Gedanken dazu:

Wäre es im eine Überlagerung von Schallwellen, so wäre das doch nur möglich wenn das Flugzeug genau Ma=1 fliegen würde.
Die Schallwellen bewegen sich relativ zur Luft. Fliegt das Flugzeug also schneller als Ma=1 dann ist das Flugzeug (oder zumindest die Schallquelle) ja bereits aus dem Einflußgebiet der „letzten“ Schallwelle raus. … Es kommt also nicht mehr zur Überlagerung, oder?

#57

dochdoch…das war in dem link, den ich in einem betrag mitschickte zu sehen. 1 welle breitet sich aus und in der zeit überholt das flugzeug diese welle und sendet eine neue aus. die neue welle schneidet die alte dann in 2 punkten. bei mio von wellen entsteht so eine „schallwellenschnittpunktfront“, was dem knall entspricht.

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

#58

http://home.snafu.de/kirski/machkegel/Mach.html

hier noch mal der Link von dir.

Es schneiden sich hier doch nur 2 Wellen an dem gleichen Punkt oder?

Ich würde vorschlagen, dass ich im April, wenn das Studium wieder angefangen hat mal einen Prof dazu befrage … dann haben wir Klarheit :smiley:

Gruß

#59

kreis schließt sich

http://home.snafu.de/kirski/machkegel/Mach.html

hier noch mal der Link von dir.

Es schneiden sich hier doch nur 2 Wellen an dem gleichen Punkt
oder?

richtig. und deshalb kann auch bei einem kreisflug kein dauermaximum entstehen. bei 1000 hertz werden pro sekunde 1000 wellen abgesandt, die sich alle zeitlich leicht versetzt paarweise in einem punkt kreuzen. was dann unten am boden ankommt, ist eine netz/eine wand lauter sich eng nebeneinander kreuzender wellen. der gekreuzte punkt dieses wand kommt aber zeitlich leicht verzögert an wie bei unterschall. nur sind es bei unterschall keine gekreuzten wellen, sondern einzelne.
der mittelpunkt des flugkreises, in dem eine punktschallquelle(flugzeug) fliegen würde, würde so dieses netz sich kreuzender wellen die ganze zeit geballt hören(hören deshalb, weil jedes wellenkreuz zeitlich verzögert ankommt) - genau so, wie es bei unterschall wäre, wie wir schon diskutiert hatten. die ausbreitung funktioniert genauso und der 2 punkt sich kreuzender wellen kann den ersten punkt sich kreuzender wellen nicht einholen. die luft im mittelpunkt schwingt also und wir hören dies.

(das wäre bei einer punktquelle der fall.ein flugzeug hingegen entsendet ganze frequenzbandbreiten, die den effekt verstärken.)

#60

Jaja,
das hatte ich ja soweit auch eingesehen.

Mit meiner Aussagen wollte ich nur sagen, das die Überlagerung von Schallwellen nicht der Grund für den Knall sein kann (meiner Meinung nach) weil sich für Ma>1 immer nur 2 Wellen kreuzen (vielleicht auch mehr aber nicht extrem).

Der Knall wird nur duch die Strömung (Durckprofil) erzeugt was sich wie die Welle des Fingers im Wasser verhält und somit sich in der Mitte auslöscht.

Im Mittelpunkt kann es durchaus etwas lauter werden … das glaub ich dir gerne … aber dieser typische Knall des Überschallfluges wird man im Idealfall nicht hören.

Gruß