چه زمانی هواپیماهای نظامی مجاز به شکستن دیوار صوتی هستند و چرا؟

شکستن دیوار صوتی چگونه اتفاق می‌افتد و هواپیماهای نظامی در چه زمان و شرایطی مجاز هستند تا با سرعت مافوق صوت پرواز کنند؟

دیوار صوتی چیزی است که بیشتر مردم درباره آن شنیده‌اند، اما تعداد کمی از افراد می‌توانند به‌خوبی آن را درک کنند؛ چرا که تا حدودی یک نام اشتباه است. سرعت صوت با 1 ماخ یا 767 مایل بر ساعت شناخته می‌شود و وقتی جسمی از این سرعت عبور کند، به آن شکستن دیوار صوتی می‌گویند. این اتفاق همچنین با عنوان پرواز مافوق صورت شناخته می‌شود و یک اصطلاح علمی است که به حرکت سریع‌تر از سرعت صوت اشاره دارد. وقتی این اتفاق می‌افتد، هواپیما به نقطه‌ای از افزایش کشش آیرودینامیکی می‌رسد که منجر به تغییرات متعددی از جمله کاهش دمای هوا و فشار هوا می‌شود.

این امر منجر به تشکیل یک ابر سفید و انفجار صوتی می‌شود. انفجار صوتی زمانی رخ می‌دهد که یک هواپیما به سرعت مافوق صوت می‌رسد و مقدار زیادی انرژی صوتی تولید می‌کند که برای گوش انسان، شبیه به صدای انفجار است. در فلوریدا، هر زمان که شاتل فضایی فرود می‌آمد، فلوریدایی‌ها به این صدا عادت می‌کردند که می‌توانست شیشه‌ها را بلرزاند و صدها مایل دورتر هم شنیده شود؛ در حالی که بسیاری از افراد در این ایالت احتمالا هیچ اطلاعی از آنچه اتفاق می‌افتد، نداشتند. این امر عمدتا به این دلیل است که انفجارهای صوتی به‌ندرت در سراسر ایالات متحده شنیده می‌شوند.

همچنین این یکی از دلایلی است که کنکوردها بر فراز ایالات متحده پرواز نکردند؛ چرا که هنگام پرواز با سرعت مافوق صوت که فقط بر فراز اقیانوس‌ها انجام می‌شد، صدای انفجار صوتی ایجاد می‌کردند. بسیاری از هواپیماهای نظامی نیز قادر به رسیدن به سرعت مافوق صوت هستند؛ اما به‌ندرت در آسمان ایالات متحده این کار را انجام می‌دهند و این امر در اکثر شرایط تا حد زیادی محدود شده است.

تنها مواقعی که این امر قابل قبول است، بر فراز اقیانوس‌ها، در یک محدوده آموزشی دور از منطقه پرجمعیت یا در شرایط اضطراری است، آن هم با تایید مسئولان مربوطه. به‌عنوان مثال در سال 2023 یک جت F-16 گارد ملی هوایی واشنگتن دی سی در زمان تعقیب یک جت خصوصی سسنا که واکنشی نشان نمی‌داد، بر فراز حریم هوایی واشنگتن دی سی به سرعت مافوق صوت رسید و به اصطلاح دیوار صوتی را شکاند.

تاریخچه شکستن دیوار صوتی بر فراز آسمان ایالات متحده

اولین هواپیمایی که رسما به سرعت مافوق صوت رسید، Bell X-1 بود که خلبان آن، یعنی چارلز ییگر مشهور بود. او این شاهکار را در 14 اکتبر 1947 میلادی در ارتفاع 45 هزار پایی انجام داد. این خلبان کارکشته، هواپیمای خود را به افتخار همسرش با نام Glamorous Glennis معرفی می‌کرد و اولین انفجار صوتی را با هواپیمایی که از یک بوئینگ B-29 Superfortress اصلاح شده پرتاب شد، ایجاد کرد. طولی نکشید که هواپیماهای دیگر نیز به همین موفقیت دست پیدا کردند و حالا در این روزها، جت‌های مافوق صوت در بیشتر نیروهای هوایی جهان، رایج هستند.

در حالی که شاتل فضایی به‌طور معمول هنگام فرود، صدای انفجار صوتی ایجاد می‌کرد، چندین مورد انفجار صوتی در مواقع اضطراری رخ داد. در 11 سپتامبر 2001 وقتی مشخص شد که هواپیماهای اضافی، تهدیدهای احتمالی از سوی دشمن هستند، ارتش در واکنش به این حادثه، جنگنده‌های خود را به پرواز درآورد. هنگامی که یک جت برای محافظت از ایر فورس وان در طول حمله مستقر شد، صدای انفجار صوتی ایجاد کرد که در سراسر منطقه دیتون اوهایو شنیده شد. با توجه به بحرانی که در آن زمان وجود داشت، احتمالا افرادی که با این صدا آشنا نبودند، نگران وقوع یک حادثه در مجاورت خود شده بودند.

این یکی از دلایل اصلی اجازه نداشتن برای پرواز با هواپیماهای مافوق صوت بر فراز ایالات متحده و سایر مناطق پرجمعیت است. انفجارهای صوتی و شکستن دیوار صوتی، فوق‌العاده مخرب هستند و وقتی غیر منتظره باشند، می‌توانند باعث ایجاد وحشت شوند. به همین دلیل، هنگامی که قرار بود شاتل فضایی آتلانتیس در سال 2013 فرود بیاید و مسیر پرواز آن شامل مناطقی در کالیفرنیا، از جمله شمال لس‌آنجلس بود، ناسا هشداری صادر کرد تا به مردم در مورد احتمال شکستن دیوار صوتی در منطقه خود اطلاع بدهد.

بیشتر بخوانید

• چین با جت مافوق صوت C949 خود، کنکورد را به چالش می‌کشد
• سریعترین هواپیمای مسافربری جهان؛ با جت مافوق صوت اورچر (XB-1) آشنا شوید
• لحظه شکستن امواج مافوق صوت برای اولین بار توسط ناسا ثبت شد