Back to frontpage
Hét vraag- en antwoordplatform van Nederland

Waarom hoor je als een vliegtuig door de geluidsbarriere heen gaat niet meerdere afzwakkende knallen?

Als een straaljager over vliegt hoor je soms ineens een enorme boem.

Nu lees ik bij een andere vraag (zie onder) dat er gedurende de hele tijd dat de straaljager sneller dan de geluidssnelheid gaat er een continue stroom is van knallen.

Als waarnemer hoor je er echter maar één, omdat je maar op één plaats tegelijkertijd kunt zijn. Maar die knallen die verder van je vandaan gebeuren moeten je oren toch ook bereiken, alleen misschien wat minder hard omdat ze verder weg zijn. Maar toch hoor je maar één boem, waar blijft dan de rest?

http://www.goeievraag.nl/wetenschap/natuurkunde-scheikunde/vraag/191975/straaljager-geluidsbariere-gaat-hoor-knal

erotisi
9 jaar geleden
5K
Thecis
9 jaar geleden
Bottomline, er is maar 1 (hoogstens 2) sonic boom (2 wanneer de luchtstroom van de voor- én achterkant van het vliegtuig botst met het geluid). De animaties die je via de link in het antwoord ziet, is wanneer het vliegtuig met exact de snelheid van het geluid blijft vliegen. Dat geeft best wel een lawaai. Eenmaal er doorheen, treedt dat niet meer op (zie 4e animatie + verhaal. De beantwoorder van de andere vraag had de bijschriften niet helemaal goed gelezen / begrepen.
erotisi
9 jaar geleden
Welke van de gegeven antwoorden is dan eigenlijk het beste verwoord of juist fout?

Heb je meer informatie nodig om de vraag te beantwoorden? Reageer dan hier.

Het beste antwoord

Het is een wijdverbreid misverstand dat er slechts even één knal (of hooguit een dubbele knal) opgewekt wordt, namelijk tijdens de overgang van langzamer dan het geluid vliegen naar sneller dan het geluid vliegen.
In werkelijkheid is er sprake van een voortdurend achter het sneller dan het geluid vliegende vliegtuig meegesleepte “kegel” van geluid, een soort onzichtbare frietzak of oubliehoorn, die door de waarnemer op de grond gehoord wordt als een korte knal op het moment dat die onzichtbare kegel langs zijn oren passeert.

Dit is mijn vrije vertaling van de Engelse tekst “It is a common misconception that only one boom is generated during the subsonic to supersonic transition, rather, the boom is continuous along the boom carpet for the entire supersonic flight”, die te lezen staat in http://en.wikipedia.org/wiki/Sonic_boom#Perception_and_noise .

En dit is een van de belangrijkste nadelen van de Concorde en het supersonisch vliegen in het algemeen: om reden van de enorme verstoring van het menselijk (en dierlijk) leven op het land wordt regelmatig sneller dan het geluid vliegen alleen aanvaardbaar geacht boven de open zee of vrijwel onbewoond land.
Als je de geluidsoverlast kwijt zou zijn zodra je sneller dan het geluid ging vliegen, dan had men gewoon af kunnen spreken om dat doorbreken van de geluidsbarrière steeds even op een gunstige plaats te doen.

Van de vier jaar geleden op http://www.goeievraag.nl/wetenschap/natuurkunde-scheikunde/vraag/191975/straaljager-geluidsbariere-gaat-hoor-knal gegeven antwoorden zijn het eerste (van Rekojeht) en het laatste (van kleinehenkie) fout, en de antwoorden van gvrox, viridiflavus, klaas1952, Bottcher zijn goed.

De waarnemer op de grond hoort ineens op één moment zowel het geluid dat het vliegtuig maakte toen het recht boven hem vloog, als ook het geluid dat het vliegtuig maakte toen het honderd meter verder gevlogen was (het vliegtuig vliegt hoog en het is dus al lang voorbij de waarnemer op het moment dat hij het geluid voor het eerst kan horen – en op dat éne moment komt ineens een heleboel geluid tegelijk bij zijn oor aan), als ook het geluid dat het vliegtuig aan het maken was toen het nog niet over de waarnemer was heengevlogen.
Het vliegt zo snel dat je het niet kunt horen aankomen, maar je krijgt ineens alsnog ál dat achterstallige geluid tegelijk bij jouw oor.
(Lees meer...)
Bordensteker
9 jaar geleden
Bordensteker
9 jaar geleden
Nog een illustratie ter toelichting: als een vrachtwagen met voldoende vaart vlak langs hoog gras rijdt, zie je het gras een buigende beweging maken, eerst van de auto af en daarna iets er naar toe, en daarna staat het weer recht. De auto veroorzaakt een voortdurende reeks van buigende grassprieten, en dat gaat door zolang als hij rijdt, maar elke grasspriet buigt maar één keer op en neer: ze “doen de wave”.
gvrox
9 jaar geleden
+
Thecis
9 jaar geleden
Wat gek dat ik dan geen knal hoor wanneer een vliegtuig met mach 1.5 passeert, maar dat ik gewoon verder moet kijken dan waar het geluid vandaan komt. En dat is hetgeen wat het moeilijk maakt te begrijpen (ook voor mij). Het effect dat er continu een sonic boom is, hoor ik zelf niet terwijl ik regelmatig straaljager zie die sneller gaan dan het geluid. Hoe komt het dan dat ik die knal niet hoor?
gvrox
9 jaar geleden
@thecis Hoe weet je dat die straaljager sneller gaat dan het geluid ?
erotisi
9 jaar geleden
@bordensteker
Het is mij inmiddels wel duidelijk dat die boem een soort continue boom is. Maar kun je mij misschien op een andere manier uitleggen waardoor ik van de 'andere knallen' helemaal niets meer verneem terwijl die verderop toch ook tot mij komen. Uit je antwoord kan ik niet goed opmaken waardoor dat komt.
Thecis
9 jaar geleden
@gvrox,
omdat je links kijkt en het vliegtuig al rechts is (kijkhoek van meer dan 45°. Daarbij komt dat er bij verordeningen in Enschede is opgenomen dat er toestellen zijn die sneller dan het geluid gingen over de UT heen.
gvrox
9 jaar geleden
@thecis Dan weet je het dus niet zeker (en eigenlijk durf ik wel te stellen dat ik zeker weet dat het vliegtuig *niet* sneller dan het geluid ging). Straaljagers boven Nederland gaan alleen in bijzondere situaties sneller dan het geluid, om snel (mogelijke) indringers te onderscheppen, of als test/oefening.
gvrox
9 jaar geleden
@erotisi: stel je voor dat je in een bootje zit op een rivier, en er komt een groot schip voorbij. Dan zal jouw bootje gaan schommelen zodra de boeggolf voorbijkomt (dat is de 'knal'), maar die golf veroorzaakt zelf geen nieuwe golven die jouw bootje later nog kunnen bereiken. In jouw originele vraag heb je het over een continue stroom aan knallen, en in weze bestaat deze niet: er is een continue golf die zodra deze jouw oor bereikt als knal te horen is.
Thecis
9 jaar geleden
@gvrox, Nee, ik weet het inderdaad niet zeker. Je weet het pas zeker op het moment dat je de snelheid van het toestel kan meten en dat kan je pas goed als je de snelheid van het toestel hebt t.o.v. de omliggende lucht, ofwel als je in de cockpit zit. Gezien de schadeclaims die eind jaren 90 (1998 en 1999) bij de gemeente Enschede zijn binnen gekomen van gebroken ruiten omdat straaljagers te laag door de geluidsbarriere heen gingen, durf ik er bijna zeker van te zijn dat de straaljager wél sneller dan Mach 1 gingen. Zoals je zelf zei, alleen in bijzondere gevallen, zoals oefeningen...
Bordensteker
9 jaar geleden
@ Thecis, reagerend op je eerdere opmerking: op het moment dat een waarnemer op de grond een hoog vliegend verkeersvliegtuig hoort dat met de gebruikelijke kruissnelheid vliegt van ongeveer 80% van de geluidssnelheid, is het vliegtuig al een flink stuk verder gevlogen dan toen het dat geluid maakte. Het beneden op de grond opgevangen geluid is dus ook bij dat soort snelheden (láger dan de geluidssnelheid) afkomstig van een plaats waar het vliegtuig intussen al niet meer is! Stel dat een vliegtuig op 10 km hoogte met 80% van de geluidssnelheid vliegt. En dat het een héél luide toeter heeft. Dan duurt het ongeveer 10 x 3 = 30 seconden voordat het geluid van een korte stoot op die claxon beneden op de grond hoorbaar zou kunnen zijn.
Maar op dat moment is het vliegtuig al 80% van 10 km = 8 km verder gevlogen. Oftewel; het geluid hoor je uit een richting komen waar het vliegtuig een halve minuut geleden was.
erotisi
9 jaar geleden
@gvrox ik begrijp dat een de golven zelf geen knal zullen veroorzaken, dat doet het vliegtuig zelf natuurlijk. Maar stel dat vliegtuig maakt verderop nogeen knal, desnoods te vergelijken als een toeter, hoor ik die tweede toeter ook, maar omdat die verder weg staat minder hard.
Of anders gezegd stel een onweerswolk trekt over die geeft een donder te horen bijv rechts van je even later geeft hij weer een donderklap een heel eind verderop die hoor je ook maar dan minder hard etc.
wat is nu het verschil tussen die sckokknal en die donderknal? Misschien dat dat het voor mij wat verduidelijkt.
Bordensteker
9 jaar geleden
@erotisi
Het vliegtuig maakt zelf nergens een 'knal'! (Althans niet zolang de motor niet uit elkaar klapt, of zo.)
Het vliegtuig trekt voor mijn part even het gas dicht (vooruit, voor deze keer, omdat jij het bent) en maakt dan slechts een zoevend geluid omdat het door de lucht beweegt. Het relevante geluid hoeft namelijk niet door de motor gemaakt te worden; het supersoon voortbewegen zelf (ook bij een kogel) is in staat om eenmalig net na het voorbijgaan in jouw oor een geluidsknal te laten klinken, omdat alle geluid in één keer aan het trommelvlies aangeboden wordt.
Doordat de bron van dat zoevend geluid dus sneller dan de standaardsnelheid van de voortplanting van geluid beweegt, kan een luisteraar op de grond het niet horen aankomen. Pas als het luid zoevende vliegtuig nét voorbij is, komen ineens een heleboel ‘achterstallige’ geluidsgolven tegelijk bij álle oren aan, die door het onzichtbare kegelvormige vlak van golffronten van achterstallige geluidsgolven voorbijgesjeesd worden. Als ik een rotje afsteek, buiten in het open veld, zonder weerkaatsing tegen gebouwen of bosranden, dan hoor jij (als je meegegaan bent) daar ook maar één knal. Iemand die 330 meter verderop staat, hoort een seconde later een wat zwakkere knal. Maar dat hij daar dan ook een knal hoort, wil niet zeggen dat jij weer een seconde ná hem ook bij jou opnieuw een knal hoort.
Er is één geluidsbron, en wat en wanneer je hoort hangt af van waar je staat. Maar zodra het geluid voorbij is, is het voor jou “weg”.
Verwijderde gebruiker
9 jaar geleden
En na de knal hoor je gewoon het geluid van het vliegtuig, als het niet te ver weg is. Als kind heb ik het vaak gehoord.

Andere antwoorden (1)

Dat je maar een knal hoort heeft te maken met de snelheid waarmee de geluidsbarrière doorbroken wordt.

Soms hoor je een vreselijke knal als je buiten bent. Dit kan veroorzaakt worden door een straaljager. De snelheid van de straaljager is dan zo hoog dat hij door de geluidsbarrière gaat. De knal ontstaat doordat de straaljager korte tijd even hard vliegt als de geluidssnelheid. Het geluid wordt zo opgehoopt, dat je een knal hoort.
In de luchtvaart heet de knal de 'sonic boom'. De knal wordt veroorzaakt door de optelling van alle trillingen gedurende een korte periode van het geluid wat voor de straaljager uit reist. De golf wordt steeds verder 'in elkaar gedrukt' tot golflengte '0'. Dan hoor je een enorme knal. Die hoor je ook maar één keer.

De 'lengte' van die enorme knal wordt bepaald door de snelheid waarmee de geluidsbarrière doorbroken wordt. Als je met exact de geluidssnelheid zou blijven vliegen zou dat een constant oorverdovend lawaai geven. In de vliegtuigindustrie wil men de 'sonic boom' zo kort mogelijk houden omdat de krachten die inwerken op het vlietuig gigantisch zijn. Het vliegtuig zou spontaan uit elkaar vallen. Het is dus belangrijk dat een vliegtuig, wil de piloot sneller dan het geluid vliegen, zo snel mogelijk sneller dan het geluid vliegt.
(Lees meer...)
Bronnen:
Erna55
9 jaar geleden
Thecis
9 jaar geleden
Bottomline, er is maar 1 (hoogstens 2) sonic boom (2 wanneer de luchtstroom van de voor- én achterkant van het vliegtuig botst met het geluid). De animaties die je via de link in het antwoord ziet, is wanneer het vliegtuig met exact de snelheid van het geluid blijft vliegen. Dat geeft best wel een lawaai. Eenmaal er doorheen, treedt dat niet meer op (zie 4e animatie + verhaal. De beantwoorder van de andere vraag had de bijschriften niet helemaal goed gelezen / begrepen.
gvrox
9 jaar geleden
Nee, dit klopt niet, de knal wordt niet veroorzaakt precies op het moment dat het vliegtuig sneller gaat dan het geluid. Zo lang er sneller gevlogen wordt dan het geluid, blijft er een golffront ontstaan met een opeenhoping van geluid. Passeert dat golffront jouw oren, dan hoor je een knal. Zie ook Bordensteker's antwoord.

Weet jij het beter..?

Het is niet mogelijk om je eigen vraag te beantwoorden Je mag slechts 1 keer antwoord geven op een vraag Je hebt vandaag al antwoorden gegeven. Morgen mag je opnieuw maximaal antwoorden geven.

0 / 5000
Gekozen afbeelding
+