Kas ir tik īpašs skaņas barjeras pārkāpšanā?

Skaņas ātrums ir ātrums, ar kādu skaņas vibrācijas pārvietojas vidē. Gaisā jūras līmenī šis ātrums ir aptuveni 340.29 m/s (761 mph jeb 1,225 km/h). Skaņas ātrums mainās atkarībā no gaisa temperatūras, bet gandrīz pilnībā nav atkarīgs no blīvuma. Skaņas barjeras pārraušana bija galvenais aviācijas mērķis apmēram pirmos 50 gadus, līdz 14. gada 1947. oktobrī to beidzot sasniedza lidmašīnas pilots Čaks Jēgers, lidojot ar Bell XS-1, kas tagad ir apskatāms Nacionālajā gaisa un kosmosa muzejā.

Pirmais pašpiedziņas objekts, kas pārrāva skaņas barjeru, bija Otrā pasaules kara laikā palaistās vācu V-2 raķetes. Līdz 1944. gadam šīs raķetes nolaišanās laikā regulāri pārvietojās ar četras reizes lielāku skaņas ātrumu (4 Mach). Kad raķetes, lidmašīnas vai jebkurš cits ātrs objekts pārkāpj skaņas barjeru, tas izraisa skaņas uzplaukumu, skaļu uzplaukumu, ko izraisa sadursmes spiediena viļņi ap objektu. Tādējādi, kad šīs raķetes tika masveidā palaistas, gaiss piepildījās ar skaņas bumu troksni.

Kad objekts pārvietojas pa gaisu, to ieskauj spiediena sfēras, ko izraisa pārvietošanās, ko tas rada gaisā tā kustības dēļ. Objektam kustoties arvien ātrāk, tas sāk panākt šīs spiediena sfēras vienā virzienā, izraisot to saspiešanu pirms kuģa. Mērījumi atklātu, ka gaiss ir daudz blīvāks par parasto gaisu, bet gaiss aiz kuģa ir plānāks. Kad kuģis pārkāpj skaņas barjeru — pārvietojoties ātrāk par aptuveni 761 jūdzes stundā, gaiss priekšā saspiežas tik stipri, ka spiediena sfēras sāk palikt aiz lidmašīnas. Tie nevar izplesties lidmašīnas priekšā ātrāk, nekā tie tiek ģenerēti.

Vecajās dienās skaņas barjeras pārraušana bija liela problēma — tas izraisīja kontroles zaudēšanu lidojuma laikā un lielas vibrācijas. Mūsdienu lidmašīnas, kas ietver tādas funkcijas kā spārni, optimāla fizelāžas forma un spēcīgāki dzinēji, var bez lielām grūtībām izkļūt cauri skaņas barjerai. Lielāko daļu laika tas pat nav pamanāms. Skaņas barjeras pārraušana parasti ir kaut kas militārajām lidmašīnām, jo ​​tikai dažām komerciālajām lidmašīnām ir maksimālais ātrums, kas pārsniedz skaņas ātrumu.

1950. gadu beigās daudzi gaisa kuģu uzņēmumi domāja, ka virsskaņas lidmašīnas būs nākamais loģiskais solis gaisa satiksmē, kā rezultātā tika izstrādāti tādi kuģi kā Concorde un Tupolev Tu-144, kas tika nodoti ekspluatācijā 1970. gados. Daži futūristi sagaida, ka virsskaņas lidmašīnas atgriezīsies 2010. gadu beigās.