Schallmauer, Knall und die Mach-Geschwindigkeit von Flugzeugen

Düsenjet-Flugzeug

Wenn ein Flugzeug mit Überschall fliegt, kommt es zu einem Knall, den jeder kennt. Aber nicht nur Flugzeuge können diese Geschwindigkeit erreichen.

Flugzeuge, die schneller als der Schall fliegen, also schneller als ungefähr 340 Meter pro Sekunde (das hängt aber stark von den Witterungsverhältnissen ab), erzeugen einen Knall, wenn sie die „Schallmauer“ erreichen. Diese Geschwindigkeit berechnet man in Mach-Zahlen.

Mach-Geschwindigkeit

Die Mach-Geschwindigkeit ist die Geschwindigkeit des fliegenden Objekts zur Geschwindigkeit des Schalls der Umgebung. Dabei kommt es immer drauf wie warm oder kalt es ist, weil sich dadurch die Dichte ändert. Der Unterschied geht von -50 Grad Celsius mit 299 Meter pro Sekunde bis 250 Grad Celsius mit 459 Meter pro Sekunde, um die Schallgeschwindigkeit, also Mach 1 zu erreichen. Ersteres ist vor allem in einer Reisehöhe von 10.000 Metern möglich, was zumeist die klassische Passagiermaschine betrifft.

Schallmauer | Warum knallt die Luft

Je schneller das Flugzeug fliegt, desto mehr Winddruck baut sich am Flugzeug auf. Immer mehr bis man die virtuelle Schallmauer erreicht hat, was schon eine ordentliche Leistung ist, denn dafür braucht es eine enstprechende Konstruktion. Das erste Flugzeug, das diese Schallmauer durchbrochen hat (im horizontalen Flug), war die YF – 102 A im Jahr 1954.

Den Knall der Schallmauer ist eigentlich eine Symphonie mehrere Knälle, die sich aber für uns auf Erde wie ein Knall anhört. Ähnlich der visuellen Wahrnehmung von Blitzen. Das kennt man aber nicht nur von Flugzeugen! Es passiert immer wenn etwas mit Überschallgeschwindigkeit durch die Luft saust.

Man kennt das Geräusch auch von der Peitsche, die durch die Luft geschwungen auch die Schallmauer durchbricht.

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