مدى تأثير “حاجز الصوت” على الطائرات

2015 علوم القرن الـ21 الطاقة والمادة

براون بير

k

تأثير حاجز الصوت على الطائرات الفيزياء

 ينتشر الصوت في الهواء الجاف على مستوى سطح البحر بسرعة تقارب 747 ميلاً في الساعة (334 م/ثانية).

تحدث بعض الظواهر الغريبة عندما يتحرك مصدر الصوت بسرعة فوق صوتية.

عند طيران طائرة نفاثة فوق صوتية تُشكل سلسلة الانضغاطات (التي يسببها ضجيج محركات الطائرة) موجة صدمية تتبع الطائرة تنتج عنها فرقعة عالية تُسمى الطفرة الصوتية أو الهدير الصوتي يسمعها المرء مع مرور الطائرة من فوقه.

حاجز الصوت

ليست الطفرة الصوتية فرقعة واحدة معزولة، بل هي جزءٌ من ضجيجٍ متواصلٍ يتبع الطائرة. مع اقتراب سرعة الطائرة سرعة الصوت تتشكل في البداية موجة انضغاطية في مقدمة الطائرة، فتصدر عن ذلك موجات صدمية، وقد سببت هذه الموجات سقوط أجنحة الطائرات فوق الصوتية في بداية تطورها.

يُشكل «حاجر الصوت» عقبة لمصممي الطائرات فوق الصوتية، وقد تم كسر هذا الحاجز بابتكار طائرة أمريكية صاروخية الدفع عام 1947.

يتكون حاجز الصوت من «جدار» من الهواء عالي الضغط ينتج عن تراكم الموجات الصوتية، ولذلك تحتاج الطائرة إلى قوة دفع إضافية لتحطيم هذا الحاجز.

علاوة على ذلك تمثل موجات الصدم المصاحبة للهدير الصوتي، تمثل زيادة مفاجئة في الضغط يمكن لقوتها أن تحطم المباني الواقعة على مسار انتشارها على الأرض.

سرعة فوق صوتية

السرعة التي تفوق سرعة الصوت.