Ein Flugzeug macht Lärm. Wenn es schneller als der Schall ist, fliegt es dem Lärm davon. Die Form der Schallwellen sind dabei ähnlich wie beim Schwimmen einer Ente auf dem Teich. Nach hinten weg. Der Überschallknall fliegt mit derselben Geschwindigkeit hinter dem Flugzeug her, entsteht also nicht nur, wenn das Flugzeug die Schallmauer durchstößt.

Der Knall beim Schuss: „Beim Gewehrschuß mit Überschallknall treten zwei Geräusche auf. Einmal der Knall, der durch das verbrennende Nitropulver entsteht und der Überschallknall des Geschosses, wenn es die Schallmauer durchbricht. Ab einer V0 von über 350 Meter pro Sekunde erreicht das Geschoß Mach I. 300 WinMag erreicht 1000 Meter pro Sekunde, also Mach II. Der lautere Knall wird beim Durchbrechen der Schallmauer erzeugt. Bei Munition, die unter Schallgeschwindigkeit fliegt, entsteht nur der Nitro-Patronenknall.“ – Hermann Morsch

Leobrasil schreibt: „Leider falsch. Das Geschoss erzeugt keinen Knall beim „Durchbrechen“ der Schallmauer, sondern einen Mach´schen Kegel solange es Überschallgeschwindigkeit fliegt. Streift dieser Kegel unser Ohr an irgendeinem Punkt entlang der Flugbahn, hören wir den peitschenartigen Überschallknall. Das Geschoss selbst erreicht schon im Lauf Überschallgeschwindigkeit, denn dahinter hat es keinen Antrieb mehr. Auch die „Schallmauer“ ist im Grunde das versammelte Motorengeräusch eines Düsenjägers und damit ein extrem hoher Druck, der in aller Regel auf Höhe der Turbine auftritt (schaut euch mal youtube supersonic Filmchen an). Er hat erst mal nichts mit der vorweggeschobenen Luft zu tun. Das ist wieder eine andere Sache, die gleichzeitig abläuft: der Cw Wert des Flugzeugs erhöht sich im Bereich der Schallgeschwindigkeit auf etwa das dreifache des normalen Werts, d.h. um in diesem Bereich die Geschwindigkeit halten oder vergrößern zu können, ist dann die dreifache Antriebskraft nötig. Die Verdichtung der Luft bei Überschallflug (Staudruck) erfolgt zwangsläufig mit Überschallgeschwindigkeit, das „Abfließen“ des Verdichtungsstoßes mit Schallgeschwindigkeit, das ist dann der Mach´sche Kegel, der am Anfang (Druck) und am Ende (Sog) des Flugzeugs entsteht. Deshalb hört mann auch den charakteristischen Doppelknall, dessen zeitliche Abfolge kleiner wird, je schneller das Flugzeug fliegt. Bei einem kurzen Geschoss hört man aber nur einen Knall, weil es sehr schnell und sehr kurz ist. auch Fallkörper (Bomben) können Überschallgeschwindigkeit erreichen. Dann gibt es natürlich nicht die „Antriebsschallmauer“, sondern nur das Überwinden des hohen Staudrucks im Bereich der Schallgeschwindigkeit. Danach hört man wieder den Überschallknall, der, wenn die Bombe auf dich zufliegt, ohnehin zu spät kommt.“ – Leobrasil

Eine Frage: „Stimmt das? Wenn ein Flugzeug überhaupt keine Geräusche machen würden, und es mit Überschallgeschwindigkeit fliegt, entsteht kein Überschallknall.“ – Mick

Die Antwort: „Nicht das Geräusch, sondern die Luft wird nach vorne gedrückt bis diese entstehende Mauer durchbrochen wird, bei temperaturabhängigen Geschwindigkeiten – um die 330 m/s“ – Hermann Morsch


Fliegen mit Überschall bedeutet eine Fluggeschwindigkeit, die jene des Schalls in der betreffenden Höhe übertrifft. Sie wird in Vielfachen der Schallgeschwindigkeit gemessen und hat die Einheit Mach. Schall breitet sich in Luft mit 340 Meter pro Sekunde aus. Das ist etwa 1200 km/h. Wenn das Flugzeug schneller fliegt als diese Schallgeschwindigkeit, breiten sich die Schallwellen nicht mehr nach allen Seiten aus, sondern nur noch nach hinten. Jener Schall, der dann die Erde erreicht, wird dort als “Überschallknall” wahrgenommen.

Im Allgemeinen wird der Begriff “Überschallknall” allerdings dazu verwendet, die Schockwelle zu beschreiben, welche in der Umgebung entsteht, wenn Flugzeuge sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegen. Der Überschallknall ist die hörbare Komponente dieser Schockwelle. Es ist nicht der Knall, der beim Durchstoßen der Schallmauer 1200 km/h vom Flugzeug wahrgenommen wird.

Diese Schockwelle hat die Form zweier langer Kegel, einer an der Flugzeugnase und einer am Flugzeugheck. Mit zunehmender Geschwindigkeit legen sich die Kegel “enger” um das Flugzeug, und gleichzeitig nimmt die Lautstärke des Überschallknalls zu. Die Lautstärke des Knalls hängt zudem von der Menge der verdrängten Luft und somit von der Größe des Flugzeugs ab.

Mach

Grafik: Wikipedia

Übrigens: das typische Knattern des Hubschraubers kommt davon, dass die Spitzen der Rotorblätter die Schallmauer durchbrechen. Mehr zu Hubschraubern gibt es hier bei SWR2 Wissen zu hören. Link zum Wikipedia-Artikel Überschallflug.

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