ソニックブームのソースを表示

{{Otheruses}}
[[Image:Sonic boom.svg|thumb|right|250px|超音速飛行により発生する衝撃波が、ソニックブームを生む]]
'''ソニックブーム'''（{{lang-en-short|sonic boom}}）とは、[[超音速機]]の[[超音速]]飛行など、[[大気]]中を[[音速]]より速く移動する物体により発生する[[衝撃波]]が生む、轟くような大音響のこと。衝撃波以外の原因で生じる単発的な大音響を含める場合もある。

地上で観測される轟音は衝撃波が減衰したものと、地上の物体を衝撃波が広範囲に鳴動させて発生するものが主体で、空中の飛行機内などでは轟くような音にならない（何かがぶつかったように聞こえる）。

== 概要 ==
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<ref>http://www.youtube.com/watch?v=jqdbCGzmCfg f-18 breaking sound barrier</ref>。2つの音のうち、最初の音は飛行体前方で発生した衝撃波（マッハコーン）によるもので、2つ目の音は物体後方（スペースシャトルの場合は垂直尾翼）で生じた衝撃波で生じる。機体の大きさや質量によって聞こえ方も変わるためこの2つの音を区別するのが難しく1回しか聞こえない場合もあるが、スペースシャトル帰還時に聞こえる音ははっきり2つに分かれて聞こえる。このソニックブームを波形にすると、ラテン文字の「{{スペル|N}}」の字の形になるため、'''{{スペル|N}}-ウェーブ'''と呼ばれる。

1960年代には、高高度を飛行すれば衝撃波は減衰し、地表でソニックブームは発生しないと楽観視されていた。しかし、[[ノースアメリカン]] [[XB-70_(航空機)|XB-70]] が高度約21,000m（音が到達するまで、約1分の距離）を飛行した際、地上で強力なソニックブームが観測され、減衰度は従来の予想よりもはるかに小さいことが判明した。この結果が、技術的には充分可能な[[超音速旅客機]]や[[超音速輸送機]]の実用化を妨げる要因となっている。[[コンコルド]]は洋上の高高度でのみ超音速飛行が許されていたが、やはり[[大西洋]]上を航海中の[[クルーズ客船]]でソニックブームが観測されている<ref>http://www.youtube.com/watch?v=annkM6z1-FE Concorde breaking the sound barrier</ref>。

2013年に、[[ロシア連邦]]で発生した[[2013年チェリャビンスク州の隕石落下|隕石の落下による災害]]は、[[隕石]]の通過と爆発で発生するソニックブームが災害の原因となった。隕石の爆発は、15kmから25kmという高高度で発生した現象である。

これらの現象は「原因不明」とされることもある。例えば、戦闘機が超音速で飛行している場合、ソニックブームが地上に到達する頃には、戦闘機は発生場所から既に意外なほど遠くに離れており、聞こえた方向には発生源の戦闘機は既に存在しない。このため、地上の人々はソニックブームだけを体感することになり、「原因不明の轟音」とされる。

== ソニックブームのデータ例 ==
{|class=wikitable
!航空機
!速度
!高度
!圧力 (<math>\mathrm{lbf}/\mathrm{ft}^2</math>)
!圧力 (<math>\mathrm{Pa}</math>)
|-
|[[SR-71]]
|マッハ<math>3.0</math>
|{{convert|80000|ft|m}}
|<math>0.9</math>
|<math>43</math>
|-
|[[コンコルド]] SST
|マッハ<math>2.0</math>
|{{convert|52000|ft|m}}
|<math>1.94</math>
|<math>93</math>
|-
|[[F-104]]
|マッハ<math>1.93</math>
|{{convert|48000|ft|m}}
|<math>0.8</math>
|<math>38</math>
|-
|[[スペースシャトル]]
|マッハ<math>1.5</math>
|{{convert|60000|ft|m}}
|<math>1.25</math>
|<math>60</math>
|}<ref>[http://www.nasa.gov/centers/dryden/news/FactSheets/FS-016-DFRC.html Dryden Flight Research Center Fact Sheet:Sonic Booms]</ref>

== 低減の試み ==
[[Image:F-5E Shaped Sonic Boom Demonstration aircraft.jpg|thumb|試験飛行中のF-5E改造機]]
[[Image:NASA F-15B 836 with Quiet Spike.jpg|thumb|クワイエット・スパイクが取り付けられたF-15B NASA所属機]]
[[Image:Low-Boom Flight Demonstrator.jpg|thumb|X-59概念検証機（イメージCG）]]
2004年現在、ソニックブーム低減のための研究 SSBD(Shaped Sonic Boom Demonstration 低ソニック・ブーム設計手法飛行実証) が、[[国防高等研究計画局|DARPA]] の予算の下で [[アメリカ航空宇宙局|NASA]] ドライデン飛行研究センターで実施する。使用している機体は[[F-5 (戦闘機)|ノースロップF-5]]で、機首の形状を整形することによりソニックブームの低減を試みる。
また、2006年には航空機の先端に取り付ける長い棒状のパーツによってソニックブームを低減する{{仮リンク|クワイエット・スパイク|en|Quiet Spike}}、2008年にはXプレーンの内の1機である[[X-54 (航空機)|X-54]]がそれぞれ[[ガルフストリーム・エアロスペース]]とNASAとの共同研究として開発が進められている。これらとは別に[[ロッキード・マーティン]]社の[[スカンク・ワークス]]はNASAとの共同研究で[[X-59 (航空機)|X-59]]を、2021年から2022年の初飛行を目指して開発をしている。

また、日本でも[[宇宙航空研究開発機構]] (JAXA) が精力的に研究を行なっており、[[低ソニックブーム設計概念実証プロジェクト]]（D-SENDプロジェクト）が進められている<ref>[https://www.jaxa.jp/press/2011/05/20110519_dsend_j.html 低ソニックブーム設計概念実証プロジェクト 第1フェーズ試験の実施結果について（速報）2011年5月19日 JAXAプレスリリース]</ref> <ref>[http://www.apg.jaxa.jp/research/cyoonsoku/sei-teiboom.html 低ブーム・低抵抗設計技術の研究 JAXA]</ref> <ref>[https://www.jaxa.jp/article/special/aviation/oonuki01_j.html 静かな超音速旅客機を実現するために 2007年12月27日JAXA]</ref>。

== 利用 ==
[[気象制御]]（[[雹]]の発生防止）を行うため、ソニックブームを上空に発射する装置が存在する<ref>{{Cite web|和書|date= 2018-08-24|url= https://www.cnn.co.jp/business/35124551.html|title=干ばつはVWのせい？、作物に被害と地元団体が非難 |publisher=CNN |accessdate=2018-08-25}}</ref>。

== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}
<references />

== 関連項目 ==
* [[超音速]]
* [[超音速機]]
* [[音の壁]]
* [[熱の壁]]
* [[ソニック]]
* [[マッハ]]
* [[航空工学]]
* [[コンコルド]]
* [[プラントル・グロワートの特異点]] - 航空機が高速移動する際に発生する円形の雲（[[ベイパーコーン]]）の要因
* [[空振]]
* [[トンネル微気圧波]] - いわゆる「トンネルドン」
* [[雷#雷鳴|雷鳴]] - 原理はこれと同じ

== 外部リンク ==
*[https://web.archive.org/web/20150507111735/http://www.floridatoday.com/article/20110720/NEWS02/107200336/1007/spaceblog Shuttle sonic booms to wake Space Coast for final time] - スペースシャトルで生じるソニックブームを紹介

{{tech-stub}}
{{DEFAULTSORT:そにつくふうむ}}
[[Category:航空工学]]
[[Category:超音速]]
[[Category:航空機騒音]]