제트기가 급강하하여 음속을 돌파할 때 폭 발음이 생기는 이유는 뭔가요?

Question

제트기가 급강하하여 음속을 돌파할 때 '소닉붐'이라는 폭발음이 생기는데요. 어떤 과학적인 원리로 이러한 강한 폭발음이 생기는 것일까요?

느긋한칼새269 · Accepted Answer

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다."소닉 붐"은 초음파 비행기나 기체가 음속 이상의 속도로 이동할 때 발생하는 현상으로, 강한 폭발음과 같은 소리를 발생시키는 현상을 말합니다.이러한 소리는 음파가 일정한 속도로 이동하다가 기체가 이를 추월하면서 생기는 충격파에 의해 발생합니다. 음파는 속도가 일정한 기체를 통해 전파됩니다. 그러나 기체의 속도가 음속 이상으로 빠르게 움직일 때, 음파의 진동수는 일정하게 유지됩니다. 그러나 진폭은 충격파로 증가하고, 진폭이 큰 음파는 강한 소리로 들리게 됩니다.소닉 붐은 이러한 충격파가 지면이나 구조물 등에 반사되어 반복되면서 강한 폭발음으로 느껴지는 것입니다. 이러한 현상은 비행기나 로켓 등이 음속 이상으로 비행할 때 흔히 발생하며, 이를 방지하기 위해 일부 지역에서는 소닉 붐이 발생하지 않도록 속도 제한을 둘 수도 있습니다.

고운푸들16 · Answer

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.해당 현상을 음속폭음 또는 소닉붐이라고 합니다.비행기가 음속 이상으로 비행하게 되면 비행기 보다 먼저 진행하고 있던 소리와 만나게 됩니다. 이때 공기의 밀도가 급격하게 압축되고 이와 같은 불안정한 상태에서 안정한 상태로 가기 위해 공기가 폭발하게 되며 이 과정에서 엄청나게 큰소리가 발생하는 것입니다.

의로운청설모283 · Answer

음속을 돌파할 때 생기는 소닉붐의 충격파 (제트기가 비행 중 음속을 돌파하거나 음속에서 감속했을 때, 또는 초음속비행을 하고 있을 때 지상에서 들리는 폭발음), 낮은 연비, 엔진 연소 시 질소 산화물 배출 등에 의한 환경 파괴 등 여러 이유로 전투기를 제외한 민간 항공기들의 초음속 비행은 2003년을 마지막으로 모두 사라졌다.

활달한파리매77 · Answer

안녕하세요. 제트기가 음속 이상의 속도로 비행하면, 비행기 앞쪽에서 압축된 공기가 매우 높은 압력을 만들면서 공기 분자들이 매우 밀집하게 모이게 됩니다. 이 상태에서 공기 분자들은 제트기를 따라가며 압력파를 형성하게 되는데, 이것이 소닉붐이 됩니다.소닉붐은 이러한 압력파가 공기를 통해 전파됨에 따라 생기는 폭발음으로, 제트기가 음속 이상의 속도로 비행할 때 불가피하게 발생하는 현상입니다. 이 소리는 비행기가 지나가는 공간에 있는 사람들에게 큰 소리와 충격파를 일으킬 수 있기 때문에, 소음이나 공해 문제로 인해 일부 지역에서는 제트기의 음속비행이 제한될 수도 있습니다.도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다. 행복한 하루 되세요 ^^

호화로운황새163 · Answer

안녕하세요. 권영수 과학전문가입니다.제트기와 같은 항공기가 고속 이동시 발생하는 폭발음은 바로 소닉붐이라고 일컫는 일련의 음속 폭음입니다. 소닉붐의 소리는 속도가 대략 340m/s인데 음속 이상의 비행을 하게 되면 비행기 보다 먼저 진행하고 있던 소리와 만나게 됩니다. 즉, 이 과정에서 공기의 밀도가 급격히 압축되면서 불안정한 상태에서 안정한 상태로 가기 위해 공기가 폭발하게 되며 이 과정에서 엄청나게 큰소리가 발생함과 동시에 수증기 띠가 발생하게 됩니다.이 폭발음은 충격파의 형태로 심할때는 유리창이 깨질정도이며, 결국 이동하면서 하나의 충격파로 합쳐지는 속도로 움직이게 되는 것을 바로 마하1로 알려진 임계속도라고 합니다.

탈퇴한 사용자 · Answer

안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.제트기가 급강하하면서 음속을 돌파할 때 발생하는 폭음은 충격파(Shock wave)로 인한 것입니다.음속을 돌파할 때, 비행기가 앞으로 이동하는 공기와의 마찰력으로 인해 공기 압력이 증가하게 됩니다. 이 과정에서 공기의 속도가 음속을 초과할 때, 공기 분자들이 서로 부딪히면서 충격파가 발생합니다. 이 충격파는 비행기 주변의 공기를 흔들어놓고 소리의 파동을 일으키며, 이로 인해 폭음이 발생합니다.

굉장한호돌이84 · Answer

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.음속을 돌파하기 전 전투기가 앞으로밀고가던 공기층이 압축되고있다가, 음속을 돌파하는순간 압축된 공기가 풀어지며 큰 소리가 나게됩니다.감사합니다.

화목한다람쥐109 · Answer

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다. 소닉붐 원인은 비행기 각 부분에서 발생한 충격파 때문이다. 공기 중에서는 압력의 변화가 소리의 속도로 전해지는데, 비행기 속도가 음속을 초과하면 압력의 변화가 비행기 전체에 전해지지 않고 1개소에 집적되어 충격파를 형성한다.

환한물소134 · Answer

안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.제트기가 음속을 돌파할 때 발생하는 폭음은 초음파 이론에서 설명됩니다. 제트기가 비행 중에는 항공기의 앞부분에서 고속으로 이동하는 공기와 압축된 공기가 뒤로 이동하면서 파장을 만듭니다. 이 파장은 항공기의 꼬리 부분까지 이동하고, 꼬리 부분에서 파장이 분산되면서 폭음이 발생합니다.이 폭음은 "음향 장벽"을 깨는 속도인 음속과 관련이 있습니다. 음속 이상의 속도로 움직이는 물체는 음파를 만들며, 이 때 생기는 음파 파동은 공기 분자를 압축하고 이완시켜 음파가 전파됩니다. 그러나 음속 이상의 속도로 움직이는 물체가 지나가는 공기는 압축과 이완이 서로 매우 급격하게 일어나기 때문에 공기 분자들의 충돌이 매우 강력해져 음파가 서로 겹쳐서 파동이 형성됩니다.이런 과정에서 발생하는 폭음은 항공기가 초음파 이상의 속도로 움직이는 동안 초음파 파동이 서로 겹쳐서 형성되기 때문입니다. 이러한 폭음은 초음파 파동의 충돌로 인해 공기 분자가 격렬하게 충돌하면서 발생하는 충격파에 의해 발생합니다. 이러한 이유로 제트기가 음속 이상의 속도로 비행할 때 폭음이 발생합니다.

물리

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제트기가 급강하하여 음속을 돌파할 때 폭 발음이 생기는 이유는 뭔가요?