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Velocidad del sonido
Hace 75 años, el 14 de octubre de 1947, el Bell X-1 Glamorous Glennis, pilotado por el capitán de las Fuerzas Aéreas de Estados Unidos Charles E. “Chuck” Yeager, se convirtió en el primer avión que voló más rápido que la velocidad del sonido (Mach 1). El avión experimental construido a propósito alcanzó los 1.127 kilómetros (700 millas) por hora (Mach 1,06). Lanzado desde el compartimento de bombas de un bombardero Boeing B-29, tras un ascenso de 30 minutos hasta los 6.000 metros de altura sobre el lago Rogers Dry Lake, en el desierto del sur de California, el X-1 utilizó su motor cohete para ascender hasta su altitud de prueba de 42.000 metros y comenzó su recorrido de prueba. Los primeros intentos se habían enfrentado a graves sacudidas aerodinámicas cuando el X-1 se acercaba a la velocidad del sonido, lo que amenazaba el éxito del programa. Esta vez el vuelo se desarrolló sin problemas. Los ingenieros habían mejorado recientemente el estabilizador ajustable de la aeronave, lo que permitió a Yeager realizar cambios incrementales instantáneos en el ángulo de ataque que suavizaron el flujo de aire a medida que la aeronave se acercaba a la velocidad del sonido, manteniendo la eficacia del elevador.
Velocidad de la pluma sónica
Durante la Segunda Guerra Mundial, el mundo de la aviación experimentó una impresionante revolución tecnológica. Cada vez los aviones eran capaces de volar más alto y más rápido. Pero los pilotos e ingenieros se toparon una y otra vez con la llamada “barrera del sonido”. Es decir, la posibilidad de superar la velocidad a la que se transmiten las ondas sónicas a través del aire. Aproximadamente 344 m/s a 20ºC de temperatura, o lo que es lo mismo, 1.238,4 km/h.
A pesar de los avances tecnológicos que se iban implementando en cada nueva generación de aviones, no era posible superar la mítica barrera. Cada nuevo intento se coronaba con un estrepitoso fracaso, cuando no con graves accidentes.
Y uno se pregunta: ¿por qué? Entre los principales obstáculos estaba el hecho de que en las pruebas a medida que el avión se acercaba a Mach 1 (unidad de medida de la velocidad del sonido) la resistencia aerodinámica aumentaba exponencialmente debido a lo que se conoce como “resistencia al arrastre”. compresibilidad “que da lugar a lo que se conoce como onda de choque”. Esa “onda de choque” que al atravesarla provoca la conocida “estampida sónica”.
Velocidad del avión km/h
Cualquier discusión sobre lo que ocurre cuando un objeto rompe la barrera del sonido debe comenzar con la descripción física del sonido como una onda con una velocidad de propagación finita. Cualquiera que haya escuchado un eco (ondas sonoras que se reflejan en una superficie lejana) o haya estado lo suficientemente lejos de un evento como para verlo primero y escucharlo después, está familiarizado con la propagación relativamente lenta de las ondas sonoras. A nivel del mar y en condiciones atmosféricas estándar de 22 grados Celsius, las ondas sonoras viajan a 345 metros por segundo (770 millas por hora). A medida que la temperatura local disminuye, la velocidad del sonido también disminuye, de modo que para un avión que vuela a 35.000 pies, donde la temperatura ambiente es de 54 C, la velocidad local del sonido es de 295 metros por segundo (660 millas por hora).
Dado que la velocidad de propagación de las ondas sonoras es finita, las fuentes de sonido que están en movimiento pueden empezar a alcanzar las ondas sonoras que emiten. A medida que la velocidad del objeto aumenta hasta la velocidad sónica (la velocidad local de las ondas sonoras), estas ondas sonoras comienzan a apilarse delante del objeto. Si el objeto tiene suficiente aceleración, puede atravesar esta barrera de ondas sonoras y adelantarse al sonido radiado. El cambio de presión que se produce cuando el objeto supera toda la presión y las ondas sonoras que tiene delante se escucha en el suelo como una explosión, o boom sónico.
Qué ocurre cuando se rompe 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.
