Когда самолет разгоняется до сверхзвука, мир вокруг него буквально взрывается звуком. Речь идет о скорости, которая превышает скорость распространения звуковых волн в воздухе. В тот момент, когда лайнер переходит этот рубеж, возникает феномен, известный как звуковой удар — резкий, оглушительный хлопок, напоминающий раскат грома.
Чтобы понять механику процесса, нужно заглянуть в физику полета. На привычной высоте в 10–12 километров скорость звука составляет примерно 1195 км/ч. Граница, за которой начинается сверхзвуковая зона, называется звуковым барьером. В процессе приближения к этой отметке воздух перед носом самолета начинает интенсивно сжиматься, создавая скачок уплотнения.
В чем же секрет этого грохота? На дозвуковых скоростях звуковые волны успевают «убегать» вперед от самолета. Но при достижении звукового барьера волны перестают успевать отдаляться от корпуса. Они буквально скапливаются перед воздушным судном, формируя тонкий слой сжатого воздуха, который затем разлетается конусообразной ударной волной. Когда эта волна проходит мимо человека, давление воздуха вокруг него резко и скачкообразно меняется, что и воспринимается нами как мощный взрывной шум.
Однако вопрос не только в громкости. Почему же современная гражданская авиация продолжает летать на дозвуковых скоростях (не более 0,85 Маха)? Эксперты Сибирского отделения Российской академии наук (РАН) подчеркивают: дело не только в несовершенстве технологий. Переход на сверхзвук несет в себе серьезные физические издержки. Резко возрастает сопротивление воздуха, падает подъемная сила и, что самое критичное, происходит колоссальный рост расхода топлива. Таким образом, преодоление барьера сегодня — это прежде всего сложнейшая экономическая и инженерная задача.
