Ποιο είναι το φραγμό ήχου;

Ο ήχος ταξιδεύει ως κύμα μέσω μέσων όπως ο αέρας, το υγρό και το πλάσμα.Στον αέρα, η ταχύτητα που τα κύματα καθορίζεται από ατμοσφαιρικές συνθήκες, οπότε η ταχύτητα του ήχου μπορεί να ποικίλει ανάλογα με τη θερμοκρασία.Το ηχητικό φράγμα είναι μια έννοια που αναπτύχθηκε στις αρχές του 20ου αιώνα, όταν πολλοί επιστήμονες πίστευαν ότι η έλξη στα αεροσκάφη που προκλήθηκε από την προσέγγιση της ταχύτητας του ήχου καθιστούσε αδύνατο για οποιοδήποτε αεροσκάφος να φτάσει ή να υπερβεί την ταχύτητα του ήχου χωρίς να καταστραφεί.Χάρη στους λαμπρούς και συχνά πετρελαιοφόρους αεροπόρους της ημέρας, η έννοια του απαγορευτικού ήχου φραγμού τελικά διαψεύχτηκε και τα αεροσκάφη τώρα παραβιάζουν το ήχο, καθώς φτάνουν στην υπερηχητική ταχύτητα. Δεδομένου ότι η ταχύτητα του ήχου βασίζεται στη θερμοκρασίαΤο μέσο που ταξιδεύει μέσα, δεν υπάρχει σταθερή ταχύτητα με την οποία θα σπάσει το φραγμό ήχου.Για να δοθεί μια γενική ιδέα, πολλές επιστημονικές δημοσιεύσεις απαριθμούν την ταχύτητα του ήχου στα 742 μίλια την ώρα (1194 χιλιόμετρα την ώρα) με βάση μια τυπική θερμοκρασία 32 βαθμών Φαρενάιτ (0 βαθμοί Κελσίου.) Αλλά καθώς η θερμοκρασία μετατοπίζεται προς τα πάνω, έτσι ο ήχοςΗ ταχύτητα φραγμού αυξάνεται.

Το αρχικό ζήτημα που οδηγεί στην έννοια ενός ήχου φραγμού είναι αποτέλεσμα της τεχνολογίας έλικας.Καθώς ένα αεροσκάφος προσεγγίζει την ταχύτητα του ήχου, η κίνηση της έλικας καθίσταται ενοχλητική στα ηχητικά κύματα, προκαλώντας αναταραχές και μειώνοντας την απόδοση του αεροσκάφους.Φαινόταν σαφές σε πολλούς καινοτόμους πρώιμης αεροπορίας ένας κινητήρας αρκετά ισχυρός για να εξουδετερώσει τα προβλήματα της έλικας και να συνεχίσει να αφήνει την ταχύτητα κέρδους του αεροσκάφους να είναι πολύ μεγάλη και βαριά για να εργαστεί στην πρώτη θέση.Ότι υπήρχε ένα ήχο εμπόδιο που εμπόδισε ακόμη μεγαλύτερες ταχύτητες και πολλοί προσπάθησαν να αποδείξουν ότι το εμπόδιο θα μπορούσε να σπάσει με ασφάλεια επιτυγχάνοντας την ταχύτητα του ήχου μέσω εξαιρετικά επικίνδυνων καταδύσεων που θα ενισχύσουν δραματικά την ταχύτητα.Πολλές πρώιμες προσπάθειες τελείωσαν σε θανατηφόρα συντριβή, καθώς η τεχνολογία του αεροπλάνου δεν μπορούσε να χειριστεί τις καταδύσεις ταχύτητας και οι πιλότοι θα μπορούσαν να υποστούν ασθένεια από την απότομη κατάδυση και να χάσουν τον έλεγχο του επιπέδου. Η πρόοδος στο σχεδιασμό των αεροσκαφών οδήγησε σε σημαντική βελτίωση των ελέγχων και των επιδόσεωντων αεροπλάνων με μεγάλη ταχύτητα.Μέχρι τη δεκαετία του 1940, οι μηχανικοί είχαν αναπτύξει μια βελτιωμένη ουρά που περιλάμβανε ένα ευρύ οριζόντιο πτερύγιο για να επιτρέψει μεγαλύτερη ανύψωση και έλεγχο.Το πρώτο επίσημα αναγνωρισμένο διάλειμμα φραγμού ήχου ολοκληρώθηκε στις 14 Οκτωβρίου 1947, από τον αεροπορικό Capt. Chuck Yeager.Ο Yeager, ένας γνωστός δοκιμαστικός πιλότος, χρησιμοποίησε ένα εξαιρετικά προηγμένο αεροσκάφος που ονομάζεται Bell X-1 για να επιτύχει ταχύτητα 807,2 mph (1299 kmph) και να σπάσει το ήχο φραγμό επιτέλους.Άλλες πηγές πιστώνουν έναν άλλο δοκιμαστικό πιλότο, George Welch, με το σπάσιμο του φραγμού πριν, αλλά όπως δεν υπήρχαν αξιωματούχοι των ΗΠΑ, η πτήση του είναι επίσημα μειωμένη.Το σπάσιμο του φραγμού ήχου έχει πάψει να είναι ένα σημαντικό γεγονός, αν και το ενδιαφέρον αναδεύτηκε και πάλι στα τέλη της δεκαετίας του 1990, όταν ένα όχημα γης έσπασε το φράγμα 50 χρόνια μετά την πτήση του Yeager.Ακόμα η έννοια του σπασίματος του φραγμού ήταν, για κάποιο χρονικό διάστημα, ένα από τα σημαντικότερα σημεία εστίασης της αεροπορίας, οδηγώντας σε σύγχρονες εφευρέσεις όπως ο κινητήρας τζετ.Η επιτυχία της καινοτομίας και η τολμηρή για αυτό που φαινόταν σαν επιστημονική βεβαιότητα αποδείχθηκε εμπνευσμένη για πολλούς και ανανέωσε την ιδέα ότι οποιοδήποτε εμπόδιο μπορεί να σπάσει από τους τολμηρούς.