飛行機が音速を超えた瞬間

FF7AC　reunionさんより。飛行機が音速を超えた瞬間の映像だそうです。

Federation of American Scientists（アメリカ科学者協会？）

すげえ！　格好よすぎて脱糞するかと思いました！
音速の壁って目に見えるんですね！　でもなんで？　教えて偉い人！

【参考：こういうのが好きな方への、オススメリンク集】

ゲーム
F-16 マルチロールファイター & Mig29 ファルクラム 戦闘機のフライトシュミレーターです。
徳永克彦「日めくり壁紙カレンダー」作品集／戦闘機の世界 日めくり戦闘機ですって！　これぞ男の壁紙。
ぼくは航空管制官 2 仙台 FirstFlight,FirstControl 初回限定版 「ぼくは航空管制官」の仙台空港版。超マニアック。オリジナルサウンドトラック付。
DVD
Extreme Machines 超音速戦闘機 ディスカバリーチャンネルの同名番組のDVD化。最新鋭戦闘機の映像の数々。
傑作戦闘機シリーズ １．最強の米海軍航空機〔F-14トムキャット〕〔F/A-18ホーネット〕 ２．最強の米海軍航空機〔F-15イーグル〕〔F-16F・ファルコン〕 ３．WINGS OF SILVER～最強の精鋭たち～ ４．最強の米軍航空テクニック オススメは３、かな？
書籍
最強の戦闘機パイロット 日本が誇るトップガン「ロック岩崎」のノンフィクション。
ボーイング747‐400の飛ばし方 飛行機は安全だよということを事細かに説明した本。
航空機を作る―世界の知恵が集まったB777のテクノロジー 人と技術のスケッチブック 飛行機ができるまでを描いた絵本。
アニメ
戦闘妖精雪風 OPERATION 1 OPERATION 2 OPERATION 3 OPERATION 4 戦闘機SFアニメ「戦闘妖精雪風」。ボーイズラブとか好きな人にもオススメ……
戦闘機関連以外
現代戦車のテクノロジー 最新戦車についてのデータベース。
現代ピストル図鑑 最新版 ピストルについてのデータベース。

Comments

[投稿: しゃけ]

空気が圧縮されて水蒸気が雲状態になる、とかなんとかそんな理屈
だったような．．．
私の環境だと音がでないのですが、ぜひ音がきいてみたいだす
勝手に擬音をつけます
「キぃーーーーはババババっバババババっ」（はババで音速）
こんな感じですか？

[投稿: nao]

音速ってマッハいくつ位でしょうか？
ちなみにキロは？
チーターと同じくらい？
ハーレー彗星より少し遅い目？
比較するものが無いのですけどとにかく早そうですね。

[投稿: mitsu]

＞音速の壁って目に見えるんですね！　でもなんで？

満員電車に無理やり人が入ろうとすると悲鳴があがるのと同じ感じです。多分。

[投稿: jabwck]

＞音速の壁って目に見えるんですね！　でもなんで？

多分ですけど、音速を超える飛行機には機首から円錐形に空気の壁ができあがります。
壁の部分は極端に気圧が高くなります。
圧力が高くなると物体は固体に凝固しようとします。
富士山の上とかの気圧の低いところでは水が低い温度で沸騰するのと逆の原理ですねー。
んで、空気中には水蒸気が少なからずあるので、それが水になったり、氷になったりしたのが目に見えてるんではないでしょうか。
調べないで書いてるので、真偽のほどは定かではないですがーｗ

[投稿: 通りすがり]

>naoさん

えーっとー・・・

1マッハ＝音速＝時速約1200k/h

です。
ちなみにチーターは時速約110k/h
ハレー彗星は時速3270k/h～19万8000k/hになります
何でそんなに幅があるかと言うと、
ハレー彗星は地球と同じで太陽の周りを回っており、
太陽に近づくほど速度が増えるのです。
ボールのついたヒモをまわすときに、
ヒモが短いほうがボールの回る速さが速いのと同じですね。

おいくつか知りませんが、理科はお嫌いでしたか?

[投稿: brand nEu]

すいません。トラバいっぱい送ってしまいました。お手数ですが重複したトラバを削除願います。

[投稿: 小鳥]

しゃけさん：
　爆発音みたいな感じらしいですよ。

naoさん：
　チーターって、動物の？
　超えないですよ音速！　強すぎるじゃないですかそんな動物。

mitsuさん：
　大気が悲鳴をあげてるんだ。詩人ですね！

jabwckさん：
　うわなんか本当っぽいですね。
　でも、なんで音速を超える飛行機には円錐形の空気の壁ができるんですかね。

通りすがりさん：
　その辺の情報は、理系なら常識ですか？

[投稿: nana]

というかこれって本当に超音速の映像ですかね？
観客にあんなに近い状態で、しかもあんな低い高度で
マッハ超えたら偉いことになると思うのですが…
海面に近いから空気の水分が多くて飛行機雲が発生
しただけじゃないかと思ったりするのですが。

[投稿: buti]

そうですねぇ。通り過ぎてった直後に、周りの観客がマジで「ふっとび」そうな気が。

[投稿: 雷電]

モトネタはこちらからのようです。
http://www.vit.or.jp/~tomo/gami/movie1/movie1.html
衝撃波については書いていますが実際に衝撃があったか
どうかは書いていないですね。

関係ないですが、こちらの方は衝撃波（ソニックブーム）を
受けたようです。音速かどうかはわかりませんが。
http://www6.ocn.ne.jp/~zeiniku/jukujukudaigaku/jukujukudaigaku.1kougi.html

[投稿: 雷電]

すみませんモトはこちらでした　URL見れば分かるのに
とんでもない恥ずかしい書き込みをしてしまいました。
http://www.fas.org/man/dod-101/sys/ac/f-14.htm

音速突破かどうか書いてあるんでしょうか？
どなたか英語詳しい方よろしくお願いします（笑）

[投稿: kokona]

これが巷で言う空気の壁ってやつなのですねとっても感動です。
でもこの壁を越える時、機内に物凄い振動が来るらしいです。
世界まるみえでそんな事をやってたのを見た事があるですヾ(・∀｜

[投稿: BP@究極映像研]

　凄い迫力の映像ですね。トラックバックさせていただきました。COCOLOGのシステム的な不具合で4本もトラックバックを送ってしまいました。まことに申し訳ありませんが、削除ください。

[投稿: BP@究極映像研]

　凄い迫力の映像ですね。トラックバックさせていただきました。COCOLOGのシステム的な不具合で4本もトラックバックを送ってしまいました。まことに申し訳ありませんが、削除ください。

[投稿: nao]

そうですか。
チーター、
約１０匹分ですか。
確かにそれは反則的に強すぎますね。

[投稿: 別の通りすがり]

ここで示されている PRANDTL-GLAUERT SINGULARITY って，音速の壁を越えた時に生ずる現象ではなく，条件によって音速以下で生ずる現象なんだけど．．．
詳しい解説は以下：

http://www.eng.vt.edu/fluids/msc/gallery/gall.htm

これを更に日本語で解説しているのは，上のトラックバックにもあるけど以下：

http://www002.upp.so-net.ne.jp/a-cubed/aero-misc/pgs.html

また，とても昔のネタだけど，1991年12月号の雑誌：航空ファンの表紙に，まさに F-14 の周りにこの現象が現れた写真が掲載されてました．しかも編集後記に表紙の写真解説として「音速を超えた瞬間ではない」とキッパリ．

夢を壊すようなコメントですんません．．．

[投稿: アルビレオ]

まあ音速を超えるには高度が低すぎですよね…

圧縮による凝固によって見えているわけではありません。
一時的に圧縮された空気が元の圧力に戻るときに、膨張によって急激に温度が低下します。
そのために水蒸気が飽和して水滴になります。
だから直接の理由は温度の低下ということで、冷えたグラスに水滴がつくのと同じ理由です。
海の上ということで、湿度の高い場所を通過したときにああいうものが見えるわけですね。

いいものを見させてもらいました。

[投稿: 小鳥]

nanaさん、butiさん：
　音速超えると衝撃波が出るんですか？　そういえば昔そんな記述を小説で読んだ気が……
　知らないことだらけですね。

雷電さん：
　独歩は音速超えたんでしたっけ！？

kokonaさん：
　へえ。生物が普通到達し得ない世界ですかね？
　体験してみたいです。

BP@究極映像研さん：
　削除しました。お気になさらないですください。
　トラックバックの場合、正しくトラックバックが終了した通知を受け取らないと（かな？）、トラックバックは失敗したとみなされ、記事の編集時も同じところにトラックバックを打とうとするので、トラックバックURLに既にトラックバックを打ったURLがかかれてないかどうかを確認してください。

naoさん：
　パーマンじゃないのですから……

別の通りすがりさん：
　へえ。じゃあ、連続してドカドカドカッと円錐が現れることもあるんですかね？
　見てみたい。
　ところで、音速を突破したときは、ビジュアル的には何も起きないんですか？

[投稿: 小鳥]

アルビレオさん：
　なるほどー。
　飛行機が、前方の空気を圧縮するんですか？
　あまりに速くとぶから？　空気が飛行機をよける暇がなくて急に圧縮される？
　そんな感じですかねえ？

[投稿: 別の通りすがり]

>音速を突破したときは、ビジュアル的には何も起きないんですか？

基本的に視覚的には何も起きません．
超音速風同試験で流れを可視化するために
シュリーレンや陰影法など色々とテクニック使う程ですから．

>飛行機が、前方の空気を圧縮するんですか？

流体の影響はその流体の音の速さで伝達します．
ですから，飛行機が音の速さ近く〜超音速で飛行すると，
飛行機の運動の影響が空気中を伝達する前に
飛行機が先に到達するので，空気を圧縮してしまうわけです．
逆に飛行速度が遅いと，飛行機が運動した影響は
音の速さで前方（又は四方）に伝達するので，
空気は圧縮されずに，飛行機を避けるようにして
流れると考えられます．

[投稿: アルビレオ]

＞小鳥さん
ええと、水滴ができるのは圧縮のせいじゃなくて、そのあとの膨張による気圧の低下が原因です。
この映像ほど派手じゃないですが、飛行機の翼端から白い雲がたなびいているのをアニメなどで見たことはありませんか？
あれと似たようなものです。

＞別の通りすがりさん
空気の中を何かが移動すれば多少の圧縮は必ずあります。
300km/hくらいになるとこの圧縮でかなりの密度になるため、F1なんかでも「空気の壁」と戦っています。
そして音速に近づくと圧縮というより爆発に近い状態になり、それによって衝撃波が生じるわけです。

あの映像の飛行機が音速を超えていたら、あれだけ近くにある船の上では衝撃波のせいでちょっとした騒ぎになると思いますよ。

[投稿: 別の通りすがり]

>気の中を何かが移動すれば多少の圧縮は必ずあります。

問題は，それが無視しうるレベルか否かということです

> 300km/hくらいになるとこの圧縮でかなりの密度になるため、
>F1なんかでも「空気の壁」と戦っています。

それは地上を走るビークルが出しうるパワーと走行抵抗
（空気抵抗以外も含めた）の関係ではないでしょうか？
300km/hはおよそ Mach 0.4 以下ですから，
物体周りの流れは完全に亜音速状態です．
少なくとも航空宇宙分野では，この Mach 数では亜音速とみなします．
非圧縮性の流れで近似して十分良い近似解が得られます．
Mach 0.6 以上にならないと圧縮性を考慮しません．

>そして音速に近づくと圧縮というより爆発に近い状態になり、
>それによって衝撃波が生じるわけです。

物理現象としてはやはり圧縮です．
火薬が爆発した際も衝撃波が生じますので，
その意味では爆発現象と関わりが無いわけでは有りません．

[投稿: アルビレオ]

＞それは地上を走るビークルが出しうるパワーと走行抵抗
＞（空気抵抗以外も含めた）の関係ではないでしょうか？

もちろん走行抵抗もありますが、走行抵抗のはるかに低い新幹線などでもこの速度域がひとつの壁になっていることも考えてください。
300km/h付近から空気抵抗の性質が変わってきて「壁」になるのです。
これは航空機にも当てはまりますが、航空機の場合は巡航速度でもこれより上なので当たり前すぎて「壁」として捉えられることがないだけです。

＞Mach 0.6 以上にならないと圧縮性を考慮しません．
このあたりが「第２の壁」ですね。で、音速付近が「第３の壁」。
速度による流体の挙動はあまり連続的なものではなく、いくつかの段階が存在します。

＞物理現象としてはやはり圧縮です．
ええ。だから「爆発に近い」と書いたわけです。
一般的な「圧縮」のイメージとはかなり違うものだと言いたかったので、こう表現してみました。

[投稿: アルビレオ]

連続ですみません。
過去には航空機でも300km/hが壁になっていたという記述を見つけました。
ご参考に。
http://www.warbirds.jp/ansq/12/A2003141.html

[投稿: 物忘れ人]

>音速を突破したときは、ビジュアル的には何も起きないんですか？

昔、自衛隊パイロットの個人ＨＰで、
音速を超える時、コックピットの外に光の波みたいなのが見えるとか書いてました。
コンコルドでも、乗客はそういうのを見ることが出来るそうですよ。
外部からは無理でも、中からは何か見えるという事でしょう。

[投稿: 物忘れ人]

>音速を突破したときは、ビジュアル的には何も起きないんですか？

昔、自衛隊パイロットの個人ＨＰで、
音速を超える時、コックピットの外に光の波みたいなのが見えるとか書いてました。
コンコルドでも、乗客はそういうのを見ることが出来るそうですよ。
外部からは無理でも、中からは何か見えるという事でしょう。

[投稿: ケブダージ]

デブラージがケーダブをディスだってさ！

[投稿: 別の通りすがり]

>300km/h付近から空気抵抗の
>性質が変わってきて「壁」になるのです。

まず問題なのは，流体力学的に現象が変化するのか，
ビークルの性能上の問題かです．
私の指摘しているのは前者ですし，
アルビレオさんが指摘・例示しているのは後者です．
物理現象と機械性能問題は区別して考えるべきです．
流体力学上，Mach 0.4 付近は特に顕著な物理的変化は有りません．

>ええ。だから「爆発に近い」と書いたわけです。
> 一般的な「圧縮」のイメージとはかなり違うものだと
>言いたかったので、こう表現してみました。

婉曲的表現をまともに受けてしまったようで．．．
「爆発」というのは燃焼ガス等の急激な膨張現象でしょう．
この膨張現象の先端で雰囲気を「圧縮」するので，
その境界で「衝撃波」が生ずる．
そういうことを意図して書いたのですが．．．

あえて言うならば，爆発によって伝搬する膨張現象が
音速近くで飛行する物体に相当し，
膨張現象の先端で雰囲気を「圧縮」し，
不連続的に雰囲気の圧力・密度が急変する境界のことを
「衝撃波」というのです．

もし，上記のようなことを意図しているのならば，
もう少し適切に説明すべきかと存じます．

[投稿: 別の通りすがり]

連続して済みません．

なぜ「音速」が「壁」と呼ばれたのか？
その理由はアルビレオさんが例示するような
動圧が高くなることによるビークルの性能に対する
１つの境界線を意味するのではなく，
流体力学上，つまり物理現象として発生する
現象が飛行体に悪影響を及ぼすからです．

その顕著な例が，翼上面に発生する局所的
超音速領域の発生が衝撃波を生み出すことにより
その後流で剥離が生じて揚力が減少したり，
空力中心の移動による安定性低下，
そして静的及び動的空力弾性による
飛行体の制御不能・フラッタ発生などです．
いずれも音速付近で生ずる流れの物理現象に起因するものです．

300km/h付近の「壁」とは，ご例示していただいたものを
見る限り物理現象の変化ではなく，
ビークルの空力的特性やパワープラントの能力に起因するものです．