音速を超えた時に発生するソニックブームについて

質問

初めまして。早速ですが質問させていただきます。
戦闘機等が音速を超えた時にソニックブームを発生させていますよね。
ソニックブームというのは音の圧縮によって発生する衝撃波だと解釈しております。爆音が2度響き渡り、近くの建物の窓ガラスが割れたりするアレです。
そこで本題なのですが、最近の銃火器(マシンガン等連射機能を持っているものを含む)の初速というのはマッハ3を超えていると聞きます。
では、連続して、例えば秒速200発というような連射機能を備えている銃火器を撃った場合のソニックブームとはどうなっているのでしょうか？
絶えず、ソニックブームを発生させ続けているのでしょうか？
それとも、何らかの理由でソニックブームは発生していないのでしょうか？
ネットや図書館で調べたのですが、載っておりませんでした・・。

お分かりになる方がいたら是非教えていただきたいと思います。
よろしくお願い致します。

回答No.1

TM_macchan · ベストアンサー

銃火器や射撃の現場に携わったことはありませんが、音速以上で発射されれば、衝撃波は形成されます。

毎秒２００発で弾丸を発射すれば、１／２００秒毎に衝撃波が発生していると思います。
ただ、銃火器の場合、火薬の爆発音も１／２００秒毎に発生しているので、衝撃波の音と火薬の爆発音とが一緒になって聞こえると思います。

爆音が「２度」響き渡ることは、無いと思います。
戦闘機からの衝撃波で爆音が２度来るのは、前端と後端とで生じた衝撃波が時間差をもって到達するためですので、
前端と後端との距離が高々数ｃｍ程度の弾丸が作る衝撃波は、
人間の耳には、ほぼ同時に到達したと感じられるのではないかと思います。

「ガラスが割れる」こともおそらくないでしょう。
戦闘機の運動エネルギーは、弾丸の運動エネルギーに比べて桁違いに大きい（運動エネルギーは質量に比例する）ので、
戦闘機が作る衝撃波のエネルギーは、弾丸が作る衝撃波のエネルギーに比べて桁違いに大きいと思われます。

ということで、「ソニックブーム」が「爆音が２度響いて、地上のガラスが割れる」現象だとすると、弾丸が作る衝撃波は、「ソニックブーム」ではないと思います。

射撃の専門家ではないので、実際のところは分かりませんので、ご参考まで。

お礼

お早い回答有難うございます。

ソニックブームの解釈が間違っておりました。爆音が２度響くのはＴＭさんが仰るとおり、戦闘機のように前端と後端の時間差が大きい場合のみですね。

ＴＭさんの回答を読ませていただき思ったのは、音速を超えた時に生じる衝撃波＝ソニックブームであるならば、毎秒２００発で弾丸を発射＝僅かな時間差で１秒間に２００回のソニックブームが発生している。という事です。
質問の中に私が書いていた、爆音が２度響き、ガラスが割れる、というのは限定された条件下でのみ成立するもので、ソニックブームの定義に当てはまるものでは無いという事ですね。

ただ、質量の差により(この場合は戦闘機と弾丸)運動エネルギーに大きな差があるため、戦闘機の場合より、小さくはあるがソニックブームは確実に発生している、という解釈で良いものと思われます。

とてもわかりやすい回答、有難うございました。