소리는 고체, 기체, 액체에서 전파될 수 있으며, 전파 속도는 공기 중에서 가장 느리고, 액체에서는 전파 속도가 빠르며, 고체에서는 전파 속도가 가장 빠릅니다. 이 기사에서 초음속 속도는 특히 공기 중 소리 전파를 의미합니다.
소리의 속도는 소리가 전파되는 속도를 의미합니다. 표준 속도는 해수면 15°C에서 측정된 공기 중 소리의 전파 속도입니다. 15°C의 공기 중에서 소리의 속도는 340m/s이며, 이를 환산하면 1224km/h입니다.
초음속은 340m/s보다 큰 속도를 말하고, 340m/s보다 작은 속도를 아음속, 340m/s에 해당하는 속도를 천음속이라고 합니다. 공기의 온도가 1도 올라갈 때마다 소리의 속도는 0.6m/s씩 증가합니다. 소리의 속도는 공기압과도 관련이 있습니다.
음속의 단위는 마하(Mach)라고도 합니다. 마하 1은 음속의 1배이고, 마하 2는 음속의 2배입니다. 마하 1을 초과하는 음속을 초음속이라고 하고, 마하 5를 초과하는 음속을 극초음속이라고 합니다.
초음속 속도는 주로 항공기와 미사일에 사용됩니다.
초음속 항공기는 20세기 최고의 항공 발명품이지만, 비행 중에 음파붐이 발생하면 항공기의 기계적 강도가 심각하게 손상될 수 있습니다.
소닉붐이란? 물체가 소리의 속도에 가까운 속도로 움직일 때 강한 저항으로 인해 물체가 강하게 진동하고 속도가 감쇠됩니다. 음속 장벽을 돌파한 후 물체 자체에 의한 공기 압축은 빠르게 전파될 수 없으며 점차 물체의 바람이 불어오는 쪽에 축적되어 음향 에너지가 고도로 집중된 충격파 표면을 형성합니다. 이 에너지가 사람들의 귀에 도달하면 소닉 붐이라고 불리는 짧고 매우 강한 폭발음을 느끼게 됩니다.
소닉붐의 원리. 항공기가 공중에서 초음속으로 비행할 때 쐐기 모양이나 원뿔 모양의 파동, 즉 충격파가 기수나 튀어나온 부분에 나타나게 된다. 충격파는 동체 뒤쪽에 모두 쌓여 원뿔 모양의 음원을 이룬다. 파도 뒤의 공기의 압력, 밀도, 온도가 갑자기 증가하고 속도가 급격하게 감소하며 두 번의 강한 천둥소리를 느끼게 된다. 음속 장벽을 깨는 데는 종종 이상한 음파 구름이 동반됩니다. 기압이 낮아지면서 충격파 뒤의 온도가 낮아지고, 공기 중의 수증기가 액화해 구름처럼 보이는 작은 물방울이 생기기 때문이다. 일반적으로 몇 초 동안 지속되며 바다 위의 공기는 매우 습하기 때문에 구름과 안개를 일으키기 쉽습니다.
20년 가까이 노력한 끝에 현재 초음속 여객기는 영국과 프랑스가 공동 개발한 콩코드와 구소련의 Tu-144 두 대뿐이다. 약 3년간의 시험비행 끝에 1973년 양산에 들어갔습니다. Tu-144***는 30대가 생산된 것으로 추정됩니다. 2003년에 모든 콩코드가 시장에서 철수된 이후로 하늘을 나는 초음속 여객기는 없습니다.
러시아 국방부는 '대거(Dagger)'라는 이름의 러시아 미사일이 극초음속 미사일이라고 발표했다. 현재 중국, 미국, 러시아는 극초음속 미사일(발사 후 속도가 마하 5 이상)을 비롯한 새로운 미사일 기술을 활발히 개발하고 있다. 2019년 중국은 세계 최초로 공식 설치된 극초음속 미사일로 평가받는 둥펑-17 미사일을 공개적으로 선보였다.
초음속으로 발생하는 소닉붐은 엄청난 에너지를 가지고 있습니다. 고도 16,000m 상공을 음속의 2배로 비행하는 콩코드에서 발생하는 소닉붐은 지상에 최대 100Pa의 압력을 가하는데, 이는 약 1㎡의 유리창에 100N의 힘을 가하는 것과 맞먹는다. . 소닉붐은 혈압을 높이고, 피로와 불면증을 유발할 수 있으며, 시끄러운 소리는 사람을 어지럽게 만들 수 있습니다.