専門的な知識をお持ちの方にお聞きします。

質問

直径が1cm位の極めて鋭い（速い）衝撃波の弾丸の
物体（障害物）の貫通（通過）につきまして、
専門的な知識をお持ちの方にお聞きします。
トラックのアクセサリーにラッパ型のエアーホーンがあります。

専用の小型のエアータンクからの圧縮空気といいますか、
高圧空気みたいなものを、ラッパ型の射出口から
発射する時に『音』が出ます。

一番短くて細いラッパですと、『ピスッ！』という
非常に甲高くて鋭い超指向性の直径が１cm位の衝撃波が、
極一瞬で100~200ｍ先迄飛んで行きます。

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これを使った実験をイメージしてください。
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まず、被験者の人に立っていてもらい、
その人の頭の真横（耳）に対して、正確に真直ぐ（真正面）に
このラッパの射出口を向けて固定します。
耳とラッパとの距離はざっと５ｍです。
このままで『ピスッ！』と発射しましたら、もちろん鼓膜が破れます。
そこで、鼓膜に殆んどダメージが生じないようにするために
鼓膜(耳）とラッパとを結ぶ直線上に障害物をセッティングするとします。
その直線上に、鼓膜(耳)からざっと２ｍの位置にセッティングします。
たとえば、50cmＸ50cm の鉄板でしたら
『最低の厚さ』としましては、何cm位の厚さが必要と思いますか？

それから、重い鉄板と比較したら大して重く無いか、
または、比較的軽い重量の物で、
容積や体積は少し嵩張っても構いませんので、
厚みが有って重い鉄板の『代役』になる物は、
一般人でも容易く入手が可能な物の中で何かないでしょうか？

（ちなみに、水を満杯にした18L缶（一斗缶）などでは、
容易く貫通(通過)してしまうと考えて間違いないでしょうか？）

回答No.3

shintaro-2

衝撃波というものは
音速を超えた物体の移動に伴い発生するものです。

音は音速でしか伝播することができませんので、
衝撃波に拘るのであれば、前提を見直してください。

音、つまり空気の振動による物理破壊でしたら
音響兵器というものが存在するようです。
wikipediaにも記載されていますので、そちらもご確認ください。

参考URL：

http://matome.naver.jp/odai/2136218358478828201

お礼

ありがとうございました。

補足

質問文章自体が悪かった様ですいません。
冷静に文章を読み返して反省しております。
上記の条件下で、瞬間高圧を掛けて発射された音と言いますか、
衝撃波と言いますか、それが鉄板（薄い鉄板でも穴などは開きませんが）
を通過出来ずに跳ね返るのに最低限度必要な鉄板の厚みは
何センチ（ミリ）だと思いますか・・・・・という意味だったのですが、
冷静に考えましたら、ラッパと専用のエアータンクとを『特定』して、
何らかの専門的な機関と言いますか施設にて『その条件下で検証実験』
をして、その一点に瞬間的に加わるエネルギーを、そういった物の計測器と言いますか測定器を使って測定した上で、それなりの専門的な計算をして『最低限度必要な厚さ』を出すしかありませんから。

回答No.2

tetsumyi

鋭い超指向性の直径が１cm位の衝撃波が、極一瞬で100~200ｍ先迄飛んで行くなんてことはおきません。
空気は質量と弾性があるので、音の速さと同じ速度でしか伝わりませんし、圧力が上がった部分は距離があると必ず広がります。

鉄板の厚さは１ｍｍで充分です。
衝撃波が水を満杯にした一斗缶をまともに通過することはありません。
音のエネルギーなんて大した事はありませんから、物体があると一気に減衰します。
音の面積が大きいと全体が振動して通過できますが、局所的な音は物体で反射したり遮断されます。

お礼

ありがとうございました。

補足

質問文章自体が悪かった様ですいません。
冷静に文章を読み返して反省しております。
上記の条件下で、瞬間高圧を掛けて発射された音と言いますか、
衝撃波と言いますか、それが鉄板（薄い鉄板でも穴などは開きませんが）
を通過出来ずに跳ね返るのに最低限度必要な鉄板の厚みは
何センチ（ミリ）だと思いますか・・・・・という意味だったのですが、
冷静に考えましたら、ラッパと専用のエアータンクとを『特定』して、
何らかの専門的な機関と言いますか施設にて『その条件下で検証実験』
をして、その一点に瞬間的に加わるエネルギーを、そういった物の計測器と言いますか測定器を使って測定した上で、それなりの専門的な計算をして『最低限度必要な厚さ』を出すしかありませんから。

回答No.1

bran111

コンプレッサーに目一杯、圧をためてバルブを開いたら確かに音は出ます。しかしそれでコンプレッサーを壊したなんて話は聞いたことがありません。何cmもの鉄板に穴が開く？本当にやったの？

＞まず、被験者の人に立っていてもらい、
その人の頭の真横（耳）に対して、正確に真直ぐ（真正面）に
このラッパの射出口を向けて固定します。
耳とラッパとの距離はざっと５ｍです。
このままで『ピスッ！』と発射しましたら、もちろん鼓膜が破れます。

何が悲しゅうて鼓膜を破りたいのか理解に苦しみますが、マイクで集音してしかるべく信号処理してみたらどうですか。ラッパの出口とマイクの距離を変えながらやるとデータになるでしょう。ラッパにどうやって力をかけるのかよくわかりませんが、最初は弱い力で、だんだん力を大きくして、最後は目一杯やってみてください。アルミフォイルに穴が開くデータが取れるといいですね。

お礼

ありがとうございました。

補足

質問文章自体が悪かった様ですいません。
冷静に文章を読み返して反省しております。
上記の条件下で、瞬間高圧を掛けて発射された音と言いますか、
衝撃波と言いますか、それが鉄板（薄い鉄板でも穴などは開きませんが）
を通過出来ずに跳ね返るのに最低限度必要な鉄板の厚みは
何センチ（ミリ）だと思いますか・・・・・という意味だったのですが、
冷静に考えましたら、ラッパと専用のエアータンクとを『特定』して、
何らかの専門的な機関と言いますか施設にて『その条件下で検証実験』
をして、その一点に瞬間的に加わるエネルギーを、そういった物の計測器と言いますか測定器を使って測定した上で、それなりの専門的な計算をして『最低限度必要な厚さ』を出すしかありませんから。