Eine Punktquelle, die sphärische Fronten aussendet und gleichzeitig ihre Geschwindigkeit linear mit der Zeit erhöht. Für kurze Zeit ist der Doppler-Effekt sichtbar. Wenn v = c, ist der Schallausleger sichtbar. Wenn v > c, ist der Mach-Kegel sichtbar.
Der Klang eines Schallbooms hängt weitgehend vom Abstand zwischen dem Beobachter und der Flugzeugform ab, die den Schallboom erzeugt. Ein Schallboom ist normalerweise als tiefer doppelter „Boom“ zu hören, da das Flugzeug normalerweise in einiger Entfernung ist., Das Geräusch ähnelt dem von Mörserbomben, die häufig in Feuerwerksanzeigen verwendet werden. Es ist ein weit verbreitetes Missverständnis, dass während des Unterschall-Überschall-Übergangs nur ein Ausleger erzeugt wird; Vielmehr ist der Ausleger entlang des Auslegerteppichs für den gesamten Überschallflug kontinuierlich. Wie ein ehemaliger Concorde-Pilot es ausdrückt: „An Bord hört man eigentlich nichts. Alles, was wir sehen, ist die Druckwelle, die sich das Flugzeug hinunter bewegt – es gibt einen Hinweis auf die Instrumente. Und das sehen wir rund um Mach 1. Aber wir hören den Klangboom oder ähnliches nicht., Das ist eher wie das Ende eines Schiffes-es liegt hinter uns.“
1964 begannen die NASA und die Federal Aviation Administration mit den Oklahoma City Sonic Boom Tests, die über einen Zeitraum von sechs Monaten acht Schallbooms pro Tag verursachten. Wertvolle Daten wurden aus dem Experiment gesammelt, aber 15,000 Beschwerden wurden generiert und verwickelten die Regierung letztendlich in eine Sammelklage, die sie 1969 bei der Berufung verlor.
Sonic Booms waren auch ein Ärgernis in North Cornwall und North Devon in Großbritannien, da diese Bereiche unter der Flugbahn der Concorde waren., Fenster würden klappern und in einigen Fällen würde das „Fackeln“ (das unter Dachlatten zeigt) mit der Vibration verschoben.
In diesem Bereich wurden kürzlich Arbeiten durchgeführt, insbesondere im Rahmen der Studien zur ruhigen Überschallplattform von DARPA. Die Forschung von Akustikexperten im Rahmen dieses Programms begann, die Zusammensetzung der Schallausleger einschließlich des Frequenzinhalts genauer zu untersuchen. Mehrere Eigenschaften der traditionellen Sonic Boom“ N “ – Welle können beeinflussen, wie laut und irritierend sie von Zuhörern am Boden wahrgenommen werden kann., Selbst starke N-Wellen wie sie von Concorde oder Militärflugzeugen erzeugt werden, können weit weniger beanstandend sein, wenn die Anstiegszeit des Überdrucks ausreichend lang ist. Es ist eine neue Metrik entstanden, die als wahrgenommene Lautstärke bezeichnet wird und in PLdB gemessen wird. Dies berücksichtigt den Frequenzinhalt,die Anstiegszeit usw. Ein bekanntes Beispiel ist das Einrasten der Finger, bei dem der „wahrgenommene“ Klang nichts anderes als ein Ärgernis ist.
Der Energiebereich von Sonic Boom ist im 0 konzentriert.,1-100 hertz Frequenzbereich, der deutlich unter dem von Unterschallflugzeugen, Schüssen und den meisten Industriegeräuschen liegt. Die Dauer des Sonic Boom ist kurz; weniger als eine Sekunde, 100 Millisekunden (0,1 Sekunden) für die meisten Kampfflugzeuge und 500 Millisekunden für das Space Shuttle oder Concorde Jetliner. Die Intensität und Breite eines Schallauslegerpfades hängt von den physikalischen Eigenschaften des Flugzeugs und seiner Bedienung ab. Im Allgemeinen ist der Überdruck auf dem Boden umso geringer, je größer die Höhe eines Flugzeugs ist., Eine größere Höhe erhöht auch die seitliche Ausbreitung des Auslegers, wodurch eine größere Fläche dem Ausleger ausgesetzt wird. Überdrücke im Schallboom-Aufprallbereich werden jedoch nicht gleichmäßig sein. Die Auslegerintensität ist direkt unter der Flugbahn am größten und schwächt sich zunehmend mit einem größeren horizontalen Abstand von der Flugbahn des Flugzeugs ab. Die Bodenbreite des Auslegers Belichtungsbereich beträgt etwa 1 Quadratmeile (1.,6 km) für jeweils 300 m Höhe (die Breite beträgt etwa das Fünffache der Höhe); Das heißt, ein Überschallflugzeug mit 9.100 m Höhe erzeugt eine seitliche Auslegerstrecke von etwa 48 km. Für einen stetigen Überschallflug wird der Ausleger als Teppichausleger beschrieben, da er sich mit dem Flugzeug bewegt, während er die Überschallgeschwindigkeit und-höhe beibehält. Einige Manöver, Tauchen, Beschleunigen oder Drehen, können eine Fokussierung des Auslegers verursachen. Andere Manöver wie Abbremsen und Klettern können die Stärke des Stoßes verringern. In einigen Fällen können Wetterbedingungen Schallbooms verzerren.,
Abhängig von der Höhe des Flugzeugs erreichen Schallausleger 2 bis 60 Sekunden nach der Überführung den Boden. Allerdings sind nicht alle Ausleger auf Bodenhöhe zu hören. Die Schallgeschwindigkeit in jeder Höhe ist eine Funktion der Lufttemperatur. Eine Abnahme oder Erhöhung der Temperatur führt zu einer entsprechenden Abnahme oder Erhöhung der Schallgeschwindigkeit. Unter atmosphärischen Standardbedingungen nimmt die Lufttemperatur mit zunehmender Höhe ab. Wenn zum Beispiel die Meeresspiegeltemperatur 59 Grad Fahrenheit (15 °C) beträgt, sinkt die Temperatur bei 9.100 m auf minus 49 Grad Fahrenheit (-45 °C)., Dieser Temperaturgradient hilft, die Schallwellen nach oben zu biegen. Damit ein Ausleger den Boden erreicht, muss die Flugzeuggeschwindigkeit relativ zum Boden daher größer sein als die Schallgeschwindigkeit am Boden. Zum Beispiel beträgt die Schallgeschwindigkeit bei 9.100 m etwa 670 Meilen pro Stunde (1.080 km/h), aber ein Flugzeug muss mindestens 750 Meilen pro Stunde (1.210 km/h) zurücklegen (Mach 1.12, wobei Mach 1 gleich der Schallgeschwindigkeit ist), damit ein Ausleger am Boden zu hören ist.
Die Zusammensetzung der Atmosphäre ist ebenfalls ein Faktor., Temperaturschwankungen, Luftfeuchtigkeit, Luftverschmutzung und Winde können sich alle darauf auswirken, wie ein Schallboom auf dem Boden wahrgenommen wird. Sogar der Boden selbst kann den Klang eines Schallbooms beeinflussen. Harte Oberflächen wie Beton, Pflaster und große Gebäude können Reflexionen verursachen, die den Klang eines Schallbooms verstärken können. Ebenso können Grasfelder und üppiges Laub dazu beitragen, die Stärke des Überdrucks eines Schallbooms zu dämpfen.
Derzeit gibt es keine branchenüblichen Standards für die Akzeptanz eines Schallbooms., Es wird jedoch daran gearbeitet, Metriken zu erstellen, die helfen zu verstehen, wie Menschen auf das Geräusch reagieren, das durch Schallbooms erzeugt wird. Bis solche Metriken entweder durch weitere Studien oder Überschallüberflugtests ermittelt werden können, ist es zweifelhaft, dass Gesetze erlassen werden, um das derzeitige Verbot des Überschallüberflugs in mehreren Ländern, einschließlich der Vereinigten Staaten, aufzuheben.