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Samstag, 20.10.2018
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Sichtbarer Überschall-Knall

Schlieren-Fotografie zeigt Schockwellen nahe der Schallmauer

Dieser Jet ist gerade dabei, die Schallmauer zu durchbrechen. Mithilfe der Schlieren-Fotografie haben NASA-Forscher dabei die um das Flugzeug gestauchten Schallwellen sichtbar gemacht. Die Form dieser Druckwellen verrät, wie schnell der Jet fliegt, aber auch, wie laut der Überschall-Knall ausfällt.

Ein Überschall-Knall ereignet sich, wenn ein Flugzeug schneller fliegt als 1.236 Kilometer pro Stunde – und damit als die Schallgeschwindigkeit. Die von den Motoren und vom Flug erzeugten Schallwellen breiten sich nun nicht mehr in alle Richtungen aus, sondern gehen nur noch schräg nach hinten weg, weil sie das Flugzeug nicht mehr einholen können.

Kommen diese Schallkegel an unserem Ohr an, hören wir einen Knall. Die Form und Struktur dieser komprimierten Schallwellen bestimmt dabei, wie laut dieser Überschall-Knall ist. Um herauszufinden, wie dieser Schallkegel geformt ist und wie er sich durch verschiedene Faktoren verändert, führt die NASA schon seit Jahren regelmäßig spezielle Überschallflug-Tests durch.

Dabei visieren Forscher einen Düsenjet mit Spezialkameras an, während dieser die Schallmauer durchbricht. Fliegt der Jet dabei vor einem besonders hellen Hintergrund, wie beispielsweise der Sonne, dann können Speziallinsen die Luftdruckschwankungen sichtbar machen. Diese sogenannte Schlieren-Fotografie beruht darauf, dass die Lichtbrechung der Luft durch die Druckunterschiede wechselt.

Hier wurde ein Airforce-Jet mittels Schlieren-Fotografie aufgenommen, während er gerade dabei ist, die Schallmauer zu durchbrechen. Oberhalb und unterhalb des Flugzeugs sind sich ausbreitende Schockwellen zu erkennen. Durch die Analyse solcher Schockwellenbilder hoffen die Wissenschaftler, künftig leisere Jets zu konstruieren.