Podría romper la barrera del sonido con movimientos circulares? (Y, potencialmente, crear un sonic boom?)

Question

Ok, digamos que me salga de mi hogar aspiradora, el típico RPM para una dyson aspiradora reachers 104K RPM, O 1.733 K RPS. En teoría, este disco sería viajar con un periodo de tiempo de 0.00057692307 segundos, Si tomamos la velocidad del sonido para ser 344.2 metros por segundo, una brecha en la barrera del sonido es fácilmente posible de un elemento en el borde del disco.

Queda una pregunta: Para una extremadamente fuerte del disco , podría atascado en romper la barrera del sonido, y crear un sonic boom?

Answer 1

Seguro.

Se pasaría todo el tiempo con las hélices y rotores, si no nos diseñe para evitarlo.

Esto es algo que se evita generalmente en aplicaciones aeroespaciales, debido a que la onda de choque provoca bastante significativo de arrastre. Una gran cantidad de trabajo que va a hacer seguro de que esto no suceda a través de una cuidadosa selección de la hoja de sección transversal, la adición de barrido de las palas, y cambiar el diseño para que el radio es menor y la velocidad, por tanto, menor.

Las ondas de choque que será solo cuando la velocidad normal supera la velocidad del sonido. Así que el barrido de la hoja cambia el ángulo de la vanguardia hace con el aire y por lo tanto reduce la normal de número de Mach. Esto evita los choques de la formación hasta las altas velocidades que se alcanzan. Las probabilidades son muy buenas para que el ventilador dentro de su Dyson tiene hojas que se ponen en las puntas para evitar que realmente ruidoso y molesto generación de ruido.

Esto nos da los diseños que parecen (fuente):

Answer 2

Es muy posible girar algo lo suficientemente rápido como para crear un sonic boom, pero los ingenieros suelen tratar muy duro para evitarlo.

Varios aviones han sido construidos, en fin, con supersonic hélices. Un avión de la producción es el Tupolev TU-95 Bear de largo alcance de los bombarderos. Ocho contra-rotación de 4 hoja de props girar lo suficientemente rápido como para la proposición consejos son supersónicas. Corre el rumor de que el avión es lo suficientemente fuerte para ser escuchado por los submarinos - ser feliz usted no vive cerca de una de sus bases.

Otro es el XF-84H Thunderscreech, un experimento en la década de 1950. La proposición consejos trasladó a Mach 1.1 incluso en el suelo, al parecer, fue audible 25 millas de distancia, y la onda de choque de la proposición consejos no sólo era peligroso para la tripulación de tierra, pero en realidad visible lejos de la aeronave.

Tenga en cuenta que usted no consigue un boom en cualquiera de los casos, se obtiene una constante muy, muy fuerte ruido.

Por lo tanto, si usted quiere salir de su Dyson del motor y extender el rotor un poco podría muy bien ir supersónico. Muy poco probable que el motor tiene la energía suficiente, y usted tendrá que equilibrar el eje de muy, muy cuidadosamente. Use tapones para los oídos! (y tal vez la armadura de cuerpo)

Answer 3

Quiero añadir a las otras respuestas que, cuando un objeto está girando a una velocidad supersónica, un observador que se verán afectados por una rápida serie de sonic ondas de choque, como la onda de choque es una creciente espiral. Esto es lo que hace supersónico hélices tan terriblemente fuerte.

Las imágenes siguientes muestran el proceso. El círculo rojo en el medio es la trayectoria de una pala de la hélice. Los negros círculos muestran cómo las ondas de sonido se propaga desde la hélice a lo largo del tiempo.

1. En la primera imagen de la hélice gira a una velocidad subsónica.
2. A la velocidad del sonido, la onda de choque comienza a formarse.
3. La tercera imagen muestra la onda de choque para una velocidad supersónica.

Tenga en cuenta que la espiral que se muestra la onda de choque no se ha agregado a la imagen de cualquier forma, el efecto visual es creado sólo por los círculos de tocarse a sí mismos (similar a lo que ocurre con las ondas de sonido).

Aquí está la Haskell programa utilizado para crear las imágenes, utilizando los diagramas de la biblioteca.

Answer 4

La respuesta es "sí", para la velocidad del sonido, y "tal vez" para el sonic boom.
No es la velocidad de un problema, pero la aparición de una diferencia de presiones a lo largo de una superficie o en los lados de la superficie y las ondas de choque. Las extremidades de la turbina en el interior de una aspiradora puede funcionar a velocidades superiores a la velocidad del sonido si las vibraciones causadas por la presión son limitados.
El "sonic boom" sólo aparece cuando un generador de sonido se mueve con la velocidad del sonido, que es exactamente a Mach 1, por lo tanto, las ondas de sonido se propagan juntos y se acumulan.
Por encima de Mach 1 sólo las ondas de choque que se forman, pero no de sonic boom además, sólo una pequeña especie de boom de la onda de choque.
Por lo tanto, en la aspiradora, la única fuente de sonido es el motor, y esta pieza es estática (de hecho, el ruido de un motor eléctrico que viene de los rodamientos y las vibraciones del rotor), por lo que no hay posibilidad de producir ondas sónicas, sólo el ruido de las ondas de choque.
La adición de una fuente de sonido en el borde de un disco y que le da una velocidad a la velocidad del sonido, sonic boom(s) puede ser creado "a la demanda"

Answer 5

Estoy sorprendido de ver ninguna mención de turbofán de los motores a reacción en las respuestas hasta el momento. De hecho, la hoja de consejos de los más modernos motores turbofan hacer llegar a velocidades supersónicas. Como se predijo por un comentario anterior por tpg, este no produce ondas de choque de cada punta de la cuchilla y lo que se oye es un "zumbido" de sonido, el cual es comúnmente descrito como sonar como una sierra circular. Si usted escucha de él, normalmente usted puede escuchar este sonido durante la carrera de despegue, o durante otras fases de vuelo, donde una configuración de alta potencia está siendo utilizado. En el caso de algunos motores, puede ser bastante alto.

Usted puede escuchar este 'buzzsaw' sonido claramente en este video de un Rolls Royce-powered 777 despegue así como este video de un 757 de despegue.

Parece que los motores Rolls Royce son mucho más propensos a producir este sonido de GE o de P&W motores. Por ejemplo, compara RR-powered 777 despegue con este GE90-powered 777 despegue. Como un hecho de la diversión, el motor en el último video es el más poderoso motor de jet jamás creado, el GE90-115b.

Rolls Royce presentó una patente en 2010 por un conducto de admisión de revestimiento de la búsqueda para atenuar este "sierra circular" de sonido.