Avion rompiendo barrera del sonido

Lo que ocurre cuando se rompe la barrera del sonido

Esta foto del bombardero B-2 Spirit Stealth, que no rompe la barrera del sonido, muestra que el extraordinario efecto de las nubes no está precisamente ligado a la ruptura de la barrera del sonido. El avión estaba completando una misión sobre el Océano Pacífico. Esta foto se debe a Bobbi García, un fotógrafo aéreo civil que trabaja para Rohmann Services en apoyo del Centro de Pruebas de Vuelo de la Fuerza Aérea (AFFTC). Apareció en el número del 30 de diciembre de 2002 de Aviation Week and Space Technology.

Referencias generales para las tres primeras fotos y muchas otras: United States Navy (USN, http://www.navy.mil ), United States Department of Defense (DoD, http://www.DefenseLink.mil o http://www.dod.gov), Government of the United States of America (USA).

Explicación de la ruptura de la barrera del sonido

El 14 de octubre de 1946, un pequeño avión, casi tipo cohete, llamado Bell X-1 fue lanzado desde un gran B-29. El capitán Chuck Yeager encendió el motor del X-1 y fue acelerado hasta superar la barrera del sonido, convirtiéndose en el primer hombre en viajar más rápido que la velocidad del sonido. La velocidad a la que viaja el sonido se conoce como la barrera del sonido. La velocidad de una onda sonora varía en realidad con la temperatura y la densidad del aire, aumentando aproximadamente 0,6 m/s por cada grado centígrado de aumento de la temperatura. A 68° F la velocidad del sonido es de unos 343 m/s o 767 mph a nivel del mar. ¿Por qué se llama a esta velocidad la barrera del sonido?

Un avión produce un sonido que se irradia desde el avión en todas las direcciones. Las ondas que se propagan delante del avión se agolpan por el movimiento del avión. Cuando el avión se acerca a la velocidad del sonido, las “ondas” de presión sonora se amontonan unas sobre otras comprimiendo el aire. El aire que se encuentra delante del avión ejerce una fuerza sobre éste que impide su movimiento. A medida que el avión se acerca a la velocidad del sonido, se aproxima a esta barrera de presión invisible creada por las ondas sonoras justo delante del avión. El aire comprimido delante del avión ejerce una fuerza mucho mayor que la habitual sobre el avión. En ese momento se produce un aumento notable de la resistencia aerodinámica del avión, de ahí la noción de romper la “barrera del sonido”. Cuando un avión supera la velocidad del sonido se dice que es supersónico. A menudo se habla de velocidades supersónicas en términos de número de Mach. El número Mach es la velocidad del objeto dividida por la velocidad del sonido. Así, Mach 3 significa tres veces la velocidad del sonido.

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Plano del Natter

La velocidad del sonido es la velocidad a la que se mueven las vibraciones sonoras a través de un medio. En el aire a nivel del mar, esta velocidad es de unos 340,29 m/s (1.225 km/h). La velocidad del sonido varía con la temperatura del aire, pero es casi completamente independiente de la densidad. Romper la barrera del sonido fue uno de los principales objetivos de la aviación durante sus primeros 50 años, hasta que finalmente lo consiguió el 14 de octubre de 1947 el aviador Chuck Yeager volando en un Bell XS-1, actualmente expuesto en el Museo Nacional del Aire y del Espacio.

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El primer objeto autopropulsado que rompió la barrera del sonido fueron los misiles alemanes V-2 lanzados durante la Segunda Guerra Mundial. En 1944, estos misiles viajaban regularmente a cuatro veces la velocidad del sonido (Mach 4) durante el descenso. Cuando los misiles, los aviones o cualquier otro objeto veloz rompen la barrera del sonido, provocan un estampido sónico, un fuerte boom causado por el choque de las ondas de presión alrededor del objeto. Así, cuando estos misiles fueron lanzados en masa, el aire se llenó del ruido de los estampidos sónicos.

Cuando un objeto viaja por el aire, se ve rodeado de esferas de presión, causadas por el desplazamiento que crea en el aire debido a su movimiento. A medida que un objeto se mueve más y más rápido, empieza a alcanzar estas esferas de presión en una dirección, haciendo que se compriman delante de la nave. Al medirlo, se observa que el aire es mucho más denso que el aire típico, mientras que el aire detrás de la nave es más fino. Cuando la nave está rompiendo la barrera del sonido, moviéndose a más de 761 mph, el aire de delante se comprime tanto que las esferas de presión empiezan a quedar detrás del avión. No pueden expandirse por delante del avión más rápido de lo que se generan.

Boom sónico

“No eres normal, eso no está permitido”, respondió la esposa del piloto de pruebas Marjan Jelen cuando éste llegó a casa aquel día. Sin tenerlo entre sus tareas, pero creyendo en el avión J-22 Orao, Marjan Jelen fue el primero en romper la barrera del sonido el 11 de noviembre de 1984, con la velocidad de Mach 1,04 con un avión de fabricación yugoslava.

Se sabe que los pilotos de pruebas tienen una necesidad interna de superar los límites. Uniendo su amor por el riesgo calculado con el sentido práctico, acaban probando los aviones de muchas maneras diferentes para la seguridad de los que les siguen. Empujar los límites para romper la velocidad del sonido fue lo primero que hizo un as de la aviación, Chuck Yeager, que lo hizo el 14 de octubre de 1947, cuando voló el X-1 sobre el lago seco de Rogers, en el sur de California. Sus propias palabras confirman la pasión por el desafío: “No sabíamos si podríamos romper la barrera del sonido. Pero era nuestro deber intentarlo”.

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Hay muchas tareas para el piloto de pruebas cuando se empuja la envoltura de un avión y Marjan Jelen también tuvo un puñado de ellas, cuando probaba el J-22 Orao(Eagle). En sus propias palabras, sus pensamientos fueron:” Sobre todo hasta dónde llegar y de qué manera, cómo cumplir con todos los criterios de seguridad y calidad de las pruebas, y a la vez lograr el objetivo”.

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