إليكم ما يحدث أثناء اختراق حاجز الصوت

• الطفرة الصوتية هي الضوضاء العالية التي تنتج عندما يكسر شيء ما حاجز الصوت.

• يمكنك كسر الحاجز بالسفر أسرع من سرعة الصوت ، والتي تبلغ 768 ميلاً في الساعة عند مستوى سطح البحر.

• يُحظر الطيران الأسرع من الصوت فوق المدن الأمريكية لأنه يمكن أن ينتج عنه ضوضاء وهزات غير مريحة.

سارعت طائرة من طراز F-16 لاعتراض طائرة غير مستجيبة يوم الأحد ، وتسببت الطائرة المقاتلة في سماع دوي صوتي في منطقة العاصمة.

الدوي الصوتي عبارة عن ضوضاء عالية يمكن للناس على الأرض سماعها عندما تكسر طائرة ، على سبيل المثال ، حاجز الصوت من خلال السفر بسرعة تفوق سرعة الصوت.

يُحظر الطيران الأسرع من الصوت فوق اليابسة في الولايات المتحدة دون الحصول على إذن حكومي خاص بسبب الضوضاء غير الملائمة والهزات التي يمكن أن تحدثها.

إليك ما يحدث عندما تخترق طائرة حاجز الصوت:

عندما تتحرك الطائرة بالسرعة الكافية ، فإنها تضغط الهواء الذي تطير خلاله كثيرًا بحيث يمكنها تغيير كثافتها ، مما ينتج عنه موجات صدمة على شكل مخروط.

تعمل موجات الصدمة هذه تمامًا مثل أعقاب القارب ، والتي تحدث لأنها تعطل الماء عن طريق التحرك بشكل أسرع من حركة موجات الماء.

ضغط الهواء عند طرف المخروط أمام الطائرة طبيعي ، بينما الضغط داخل المخروط مرتفع بسبب مرور الطائرة بسرعة عبره ودفع ذرات الهواء معًا.

نظرًا لأن الطائرة تركز طاقة الموجة الصوتية في مكان واحد ، فإنك تسمعها كلها مرة واحدة – مما ينتج عنه ضوضاء “دوي” بدلاً من الصوت النموذجي للطائرة التي تحلق بالقرب منها.

طورت وكالة ناسا طريقة لرؤية موجات الصدمة الأسرع من الصوت ، والصور رائعة

تحاول ناسا والقوات الجوية الأمريكية تصور هذا التأثير لسنوات حتى يتمكنوا من بناء طائرات أسرع من الصوت وتمكينهم من التحرك أسرع من سرعة الصوت.

حتى وقت قريب ، تم احتواء هذه الأنواع من الاختبارات على أنفاق الرياح على الأرض.

هناك ، استخدم الباحثون تقنية Schlieren ، التي اخترعها الفيزيائي الألماني August Toepler في عام 1864 ، لفهم المزيد حول كيفية انتقال الهواء حول الطائرات الأسرع من الصوت.

يعد تصوير Schlieren طريقة لمعرفة الاختلافات في كثافة الهواء ، باستخدام إعداد معين من العدسات والكاميرات.

بعد عقود ، قام باحثو ناسا بتكييف هذه الطريقة لتصور الطائرات الأسرع من الصوت أثناء الطيران.

كان إحضار طريقة Schlieren في الهواء أمرًا صعبًا لأن الطائرة التي تحمل معدات التصوير يجب أن تطير مباشرة فوق الطائرة التي تسجلها ، وأن تسافر بنفس السرعة – والتي ، أثناء التصوير الأسرع من الصوت ، تكون أسرع من سرعة الصوت.

طافت T-38C ، وهي طائرة تدريب أسرع من الصوت تابعة للقوات الجوية الأمريكية صورتها وكالة ناسا ، بسرعة قصوى تبلغ 1.09 ماخ أثناء الاختبارات. (Mach 1 هي سرعة الصوت ، والتي تبلغ حوالي 768 ميلاً في الساعة عند مستوى سطح البحر).

لكن المناورة الصعبة كانت تستحق العناء بسبب هذه الصور الرائعة ، التي أظهرت موجة الصدمة لطائرة T-38 وهي تحلق فوق صحراء موهافي:

إليكم صورة أخرى من Schlieren تصور التدفق الأسرع من الصوت لطائرة T-38 أثناء الطيران:

يمكن أن يساعد فهم المزيد حول كيفية تأثير الطائرات الأسرع من الصوت على الهواء من حولها في تطوير طرق لجعل الطائرات هادئة بما يكفي للسفر التجاري ، مما يفتح الباب لجعل الرحلة من نيويورك إلى لندن أسرع كثيرًا.

اقرأ المقال الأصلي على موقع Business Insider