Представьте себе резкий, оглушительный хлопок или раскат грома, раздающийся прямо над головой без всякого предупреждения. Это не каприз погоды, а физическое последствие преодоления так называемого звукового барьера. Когда самолет разгоняется до скоростей, превышающих скорость звука в воздухе, происходит явление, известное как звуковой удар.
Чтобы понять механику процесса, нужно обратиться к цифрам. На привычной высоте полета — в диапазоне 10–12 километров — звук распространяется со скоростью около 1195 км/ч. Пока лайнер летит медленнее, звуковые волны спокойно уходят вперед. Но как только самолет приближается к критической отметке, воздух перед ним начинает стремительно сжиматься, создавая скачок уплотнения.
В момент преодоления барьера звуковые волны больше не могут «убежать» от летящего объекта. Они скапливаются перед носом самолета, формируя тонкий слой сжатого воздуха, который разлетается конусообразной ударной волной. Когда этот конус проходит через точку, где находится наблюдатель, давление воздуха вокруг него резко и скачкообразно возрастает — именно этот физический скачок наш слух и воспринимает как взрывной шум.
Однако вопрос не только в акустическом дискомфорте. По данным экспертов из Сибирского отделения Российской академии наук (РАН), нынешняя привязанность гражданской авиации к дозвуковым скоростям (не более 0,85 Маха) продиктована суровым прагматизмом. Дело не только в сложности технологий, но и в колоссальных издержках: переход на сверхзвук провоцирует резкий рост сопротивления воздуха, ведет к неконтролируемому увеличению расхода топлива и серьезно снижает подъемную силу крыла. Пока физика диктует свои условия, сверхзвуковые пассажирские перевозки остаются экономически рискованным предприятием.
