ધ્વનિ અવરોધ

La અવાજ અવરોધ તે એક ભૌતિક ઘટના છે જે તે માધ્યમમાં ધ્વનિની ગતિને વટાવ્યા વિના આપેલ માધ્યમમાં ઑબ્જેક્ટ ખસેડી શકે તે મર્યાદા ગતિને દર્શાવે છે. તાપમાન અને ઊંચાઈ જેવી પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓના આધારે બદલાય છે. ઘણા લોકો લાંબા સમયથી આ વિષયમાં રસ ધરાવે છે.

તેથી, અમે તમને ધ્વનિ અવરોધ શું છે, તેની લાક્ષણિકતાઓ અને મહત્વ વિશે જણાવવા માટે આ લેખ સમર્પિત કરવા જઈ રહ્યા છીએ.

મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ

જ્યારે કોઈ પદાર્થ ધ્વનિની બરાબર અથવા તેનાથી ઓછી ઝડપે આગળ વધે છે, ત્યારે તે જે ધ્વનિ તરંગો બહાર કાઢે છે તે કોઈપણ સમસ્યા વિના માધ્યમ દ્વારા પ્રચાર કરી શકે છે. જો કે, જ્યારે પદાર્થ ધ્વનિની ગતિ કરતાં વધુ ઝડપથી આગળ વધવાનું શરૂ કરે છે, ગતિશીલ પદાર્થની સામે ધ્વનિ તરંગોનું સંચય થાય છે.

તરંગોનું આ સંચય "શોક વેવ" તરીકે ઓળખાતા પ્રદેશમાં ઉચ્ચ દબાણ પેદા કરે છે. આઘાત તરંગ એ ઉર્જાનું એકાગ્રતા છે જે ધ્વનિની ઝડપ સુધી પહોંચે છે અથવા ઓળંગે છે ત્યારે પદાર્થની આસપાસ રચાય છે.

જ્યારે કોઈ પદાર્થ ધ્વનિ અવરોધને તોડે છે, ત્યારે "સોનિક બૂમ" તરીકે ઓળખાતી ઘટના થાય છે. આ ઘટના વિસ્ફોટ અથવા ગર્જના જેવા મોટા અને વિશિષ્ટ અવાજ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. સોનિક બૂમ શોક વેવમાં સંગ્રહિત ઊર્જાના અચાનક પ્રકાશનને કારણે થાય છે કારણ કે ઑબ્જેક્ટ તેમાંથી પસાર થાય છે.

તે નોંધવું મહત્વપૂર્ણ છે સોનિક બૂમ પોતે જ હાનિકારક નથી, પરંતુ તે જમીન પરના લોકોને અગવડતા લાવી શકે છે. આને કારણે, ઘણા વિસ્તારોમાં વસ્તીવાળા વિસ્તારોની નજીક ઉડતા સુપરસોનિક એરક્રાફ્ટ પર નિયમો અને નિયંત્રણો છે.

કેટલાક ઇતિહાસ

ચાલો થોડા વર્ષો પાછળ જઈએ. બીજા વિશ્વયુદ્ધ દરમિયાન, પ્રથમ જેટ એન્જિનના વિકાસ સાથે ઉડ્ડયનની દુનિયામાં ક્રાંતિ આવી. આ વિમાનો ઉંચા અને ઝડપથી ઉડવા માટે સક્ષમ છે. જેમ જેમ ટેક્નોલોજીનો વિકાસ થયો, જ્યાં સુધી ધ્વનિ અવરોધની જાણ ન થાય ત્યાં સુધી તે ગતિમાં સુધારો કરી શકે તેવું કંઈ લાગતું ન હતું.

તેઓને ઝડપથી સમજાયું કે નવા એન્જિનો ગમે તેટલા શક્તિશાળી હોય, તેઓ ધ્વનિની ઝડપ સુધી પહોંચી શકતા નથી: એક તરફ, તેઓ પાવર ગુમાવશે કારણ કે એન્જિનો Mach 1 ની નજીક પહોંચશે, અને બીજી તરફ, તરંગના ક્રેશને કારણે. તે સમયે એવું માનવામાં આવતું હતું કે અવાજની ગતિ અજેય છે, શારીરિક રીતે અજેય છે. તેથી "ધ્વનિ અવરોધ" નામ આપવામાં આવ્યું છે.

ઑક્ટોબર 1947 માં, ધ્વનિ અવરોધ તોડનાર પ્રથમ વિમાન પ્રાયોગિક X-1 હતું, જે ખાસ કરીને તેના માટે બનાવવામાં આવ્યું હતું. વધુમાં, તે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સનું પ્રથમ એરક્રાફ્ટ હતું જે એરોનોટિક્સના ક્ષેત્રમાં સંશોધન માટે સમર્પિત હતું અને એક દાખલો સ્થાપ્યો હતો, જેના પરિણામે 50 થી વધુ "એક્સ-પ્લેન" ની ઇન્વેન્ટરી મળી હતી.

કુતુહલથી, મેક 1 કરતા વધુ ઝડપથી ઉડાન ભરનાર પ્રથમ વ્યક્તિ ચક યેગર હતા. યુએસએએફના ભૂતપૂર્વ પાઇલટ કે જેમણે બીજા વિશ્વયુદ્ધ દરમિયાન તેમની હવાઈ લડાઇ માટે અસંખ્ય પુરસ્કારો જીત્યા હતા. X-1 એ સાબિત કર્યું કે સુપરસોનિક ગતિ ભૌતિક રીતે શક્ય છે.

આઘાત તરંગો અને ધ્વનિ અવરોધ

એરોડાયનેમિક ડ્રેગમાં ઘાતાંકીય વધારાને સમજવા માટે, આંચકાના તરંગો શું છે તે સમજવું જોઈએ. આ ઘટના હવાના દબાણમાં નાટકીય ફેરફારોને કારણે થાય છે. અહીં એક સરળ ઉદાહરણ છે: જો તમારી પાસે પાણીથી ભરેલી ડોલ છે, તો તમારી હથેળી ખોલો અને પાણીને જોરથી મારશો, તો તમને મોટેથી "પ્લોપ પ્લોપ" સંભળાશે. જો તમે પ્રયોગને પુનરાવર્તિત કરો છો પરંતુ ફક્ત તમારી આંગળીઓની ટીપ્સ વડે રમો છો, તો તે માત્ર નુકસાન નહીં કરે, પરંતુ તમને કોઈ મોટા અવાજો સંભળાશે નહીં.

કારણ એ છે કે એક મોટો વિસ્તાર હાથથી ઢંકાયેલો છે અને અસરના વિસ્તારમાં પાણીના કણો છે તેમની પાસે "દૂર થવા" માટે કોઈ જગ્યા અથવા સમય નથી તેથી પાણી "સખ્તાઈ"ની લાગણી આપે છે. જ્યારે તમે તમારી આંગળીઓ વડે તે જ કરો છો, ત્યારે પાણી અસરને સ્વીકારે છે અને અવાજ અથવા પીડા વિના તમારી આંગળીઓની આસપાસ સ્થિર થાય છે.

હવા સાથે પણ આ જ થાય છે: સબસોનિક ગતિએ ઉડતી વખતે, હવાને તેમાંથી પસાર થતા પ્લેનનો આકાર લેવા અને ખસેડવાનો સમય હોય છે. સુપરસોનિક ફ્લાઇટ દરમિયાન, પ્લેન અટલ રીતે હવાને "થમ્પ" કરે છે, જેનાથી દબાણમાં ભારે ફેરફાર થાય છે. આ આઘાત તરંગ તરીકે ઓળખાય છે અને એરોડાયનેમિક ડ્રેગમાં નાટ્યાત્મક વધારા માટે જવાબદાર છે. તેથી બધા સુપરસોનિક વિમાનો સમાન પેટર્નને અનુસરે છે: એક પાતળો ફ્યુઝલેજ, સ્વીપ્ડ પાંખો અને ખૂબ જ તીક્ષ્ણ નાક.

ધ્વનિ અવરોધની માન્યતાઓ અને સત્યો

ધ્વનિ અવરોધની આસપાસ ઘણી માન્યતાઓ છે. ચાલો તેમાંથી કેટલાકનું આગળ સત્ય સાથે વિશ્લેષણ કરીએ:

માન્યતા: જો કોઈ પદાર્થ ધ્વનિ અવરોધ તોડે છે, તો તે વિસ્ફોટ થશે.

સાચું: તે સાચું નથી. જોકે ધ્વનિ અવરોધ દ્વારા ઑબ્જેક્ટ પસાર થવાથી સોનિક બૂમ થઈ શકે છે, તેનો અર્થ એ નથી કે ઑબ્જેક્ટ વિસ્ફોટ કરશે. ઑબ્જેક્ટનું માળખું આ પ્રક્રિયા દરમિયાન ઉત્પન્ન થતા દળોનો સામનો કરવા માટે રચાયેલ છે.

માન્યતા: ધ્વનિ અવરોધ એ ભૌતિક દિવાલ છે.

સાચું: ધ્વનિ અવરોધ એ નક્કર ભૌતિક અવરોધ નથી. તે એક શબ્દ છે જે ધ્વનિ તરંગો એકઠા થાય છે અને આઘાત તરંગ પેદા કરે છે તે ઝડપનું વર્ણન કરે છે. તે ચોક્કસ માધ્યમમાં ધ્વનિના પ્રચાર સાથે સંબંધિત એક ઘટના છે.

માન્યતા: સુપરસોનિક વિમાનો હંમેશા ઉડતી વખતે ધ્વનિ અવરોધ તોડે છે.

સત્ય: સુપરસોનિક એરક્રાફ્ટ માટે સતત ધ્વનિ અવરોધ તોડવો જરૂરી નથી. સુપરસોનિક એરક્રાફ્ટ શરતો અને ઉડાનનાં ઉદ્દેશ્યોના આધારે અવાજની ઝડપ નીચે અને ઉપર બંને રીતે ઉડી શકે છે. જ્યારે તેઓ અવાજની ઝડપ કરતાં વધી જાય ત્યારે જ એક સોનિક બૂમ ઉત્પન્ન થાય છે.

મિટો: સોનિક બૂમ જમીન પરના લોકો માટે જોખમી છે.

સત્ય: સોનિક બૂમ પોતે જોખમી નથી. જો કે, તે જમીન પરના લોકો માટે હેરાન અને વિક્ષેપકારક હોઈ શકે છે. અચાનક મોટો અવાજ રહેણાંક અને શહેરી વિસ્તારોમાં ઉપદ્રવ અને વિક્ષેપ પેદા કરી શકે છે, જેના કારણે વસ્તીવાળા વિસ્તારોની નજીક સુપરસોનિક ફ્લાઇટ્સ પર નિયમો અને નિયંત્રણો લાદવામાં આવ્યા છે.

મિટો: માત્ર વિમાનો અવાજ અવરોધ તોડી શકે છે.

સત્ય: જો કે એરોપ્લેન એ ધ્વનિ અવરોધ સાથે સંકળાયેલા પરિવહનનું સૌથી સામાન્ય માધ્યમ છે, પરંતુ તે એકમાત્ર એવા નથી કે જે તેને દૂર કરી શકે. અન્ય વાહનો, જેમ કે રોકેટ, મિસાઈલ અને અસ્ત્રો પણ જ્યારે સુપરસોનિક ઝડપે પહોંચે છે ત્યારે અવાજ અવરોધ તોડી શકે છે.

હું આશા રાખું છું કે આ માહિતીથી તમે ધ્વનિ અવરોધ અને તેની લાક્ષણિકતાઓ વિશે વધુ જાણી શકશો.