2009年7月16日木曜日

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宇宙ブームとソニックブーム

 


そんなやつぁおらへんやろぉ~

たまーに出張とかで新幹線に乗るのですが、「のぞみ」の止まらない駅に行く時なんかは、少々時間に余裕を持たせて「こだま」に乗ることがあります。もし、仮に「ひかり」が止まるのだとしても、「ひかり」って混むんで、あんまり乗りたくないんですよねぇ。

その点「こだま」だったら、滅多に満席になることは無いので(朝・夕のラッシュ時は別ですが)、二人掛けシートの通路側に荷物を置いて、窓側に腰掛けることもできます。もちろん指定席を取ったりはしません(むしろ指定席のほうが混んでいるので)。

ただし三島駅を除く

まぁ、もちろん「こだま」は各駅停車なので、相当な確率で「のぞみ」や「ひかり」の通過待ちをすることになります。通過して追い越していく側の「のぞみ」や「ひかり」は、270 km かそれに近い速度でぶち抜いていくわけですが、その際に、追い抜かれる側の車体にも結構な衝撃と揺れが走ることをご存じの方も多いかと思います。

「こだま」に乗車している場合、追い越す側の「のぞみ」や「ひかり」は、大抵進行方向右側を走り抜けていきます(三島駅を除く)。その時、「こだま」の車体は、まず右からの風圧をマトモに受けて、一瞬左に傾き加減になります。「のぞみ」や「ひかり」は、いかに先頭形状を流線型にして空気抵抗を減らしているとは言え、約 1 気圧の空気を切り裂きながら疾走しているので、ある程度の風圧を発生させてしまうのは仕方が無いことでしょう。

Bernoulli's principle

しかし、「こだま」の車体が左向きの力を受けるのは一瞬で、すぐに右側に傾くようになります。これは「吸い寄せられる」という表現が正しいのでしょうね。こうやって考えると「ベルヌーイの定理」って間違って無いんだなぁ、なんて思ったりもします。

ベルヌーイの定理(-ていり)は、流れに沿って成り立つエネルギー保存の法則で、流体の挙動を平易に表した式である。ダニエル・ベルヌーイ (Bernoulli 1700 - 1782) によって 1738 年に発表された。
(Wikipedia 日本語版「ベルヌーイの定理」より引用)

これって、よーするに、2 個のリンゴを高い所から吊して、リンゴの間を吹き付けたらリンゴ同士が引き寄せられるっていうアレのことですよね? ん、もしかして致命的な勘違いしてます?

Sonic The Boom(違)

で、新幹線はしょせん 270~320 km 程度で走行するものなので、ひたすら空気抵抗を低減する方向で考えれば何とかなるのですが、厄介なのが「ソニックブーム」かな、と。あ、もちろんセガサターンとか宮沢和史さんとかは関係無いですからね。

ソニックブーム (Sonic Boom) とは、飛行機が音速を超えて飛行する際に、機首および翼後縁付近で発生した衝撃波のエネルギーが地上に伝播し、断続的な音波として観測される現象のことを指す。その大きなエネルギーを持つ音波は、しばしば地上に窓ガラスが割れるなどの被害を与える場合がある。
(Wikipedia 日本語版「ソニックブーム」より引用)

そーなんですよね。ちなみに、なんでこーなるのかは私も良く知りません。「音速付近で飛行する」という話であれば、音波とその発生源(飛行機)の速度が釣り合うことで共鳴するからかな、なんて想像もできるのですが。

ソニックブーム vs ボーイング社の圧力

もちろん、このソニックブームの問題は超音速旅客機「コンコルド」も例外では無く、

「ソニックブームを発生させるため」、との理由で、アメリカをはじめとするいくつかの国では超音速飛行を海上でしか認めなかった。
(Wikipedia 日本語版「コンコルド」より引用)

なんて話もあったのだとか。

宇宙ブームとソニックブーム

ソニックブームの話に戻りますが、

ソニックブームは、超音速で飛行する物体が上空を通過した際に、何かが爆発したような 2 つの不連続な音として観測される。スペースシャトルが大気圏に再突入して上空を通過する際にしばしばソニックブームの音が聞かれた。
(Wikipedia 日本語版「ソニックブーム」より引用)

なんて話もあるそうなのだとか。ここで疑問に思ったのが、スペースシャトルだったり、宇宙船や人工衛星を宇宙空間に打ち上げる際にロケットを打ち上げるじゃないですか。あれってソニックブームを起こさないのかなぁ、って。

三河安城名物

そんなことを、「のぞみ」の通過待ちをしていた三河安城駅で思ったのでした。無くしてわかる ありがたさ、親と健康とセロテープ(←


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