Vad är ljudbarriären?

Ljud färdas som en våg genom medier som luft, vätska och plasma. I luften bestäms hastigheten som vågorna färdas av atmosfäriska förhållanden, så ljudets hastighet kan variera beroende på temperatur. Ljudbarriären är ett koncept som utvecklades i början av 20-talet, då många forskare trodde att motståndet på flygplan orsakade av att närma sig ljudhastigheten gjorde det omöjligt för något flygplan att nå eller överskrida ljudhastigheten utan att förstöras. Tack vare dagens briljanta och ofta våghalsiga flygare, motbevisades så småningom konceptet med en oöverkomlig ljudbarriär, och flygplan bryter nu rutinmässigt den när de når överljudshastighet.

Eftersom ljudets hastighet är baserad på temperaturen på mediet det färdas genom, finns det ingen konstant hastighet med vilken ljudbarriären kommer att brytas. För att ge en allmän uppfattning listar många vetenskapliga publikationer ljudets hastighet på 742 miles per timme (1194 kilometer i timmen) baserat på en standardtemperatur på 32 grader Fahrenheit (0 grader Celsius.) Men när temperaturen skiftar uppåt, så blir ljudet barriärhastigheten ökar.

Den ursprungliga frågan som ledde till konceptet med en ljudbarriär är ett resultat av propellerteknik. När ett flygplan närmar sig ljudhastigheten blir propellerns rörelse störande för ljudvågor, vilket orsakar turbulens och minskar flygplanets prestanda. Det verkade klart för många tidiga flyginnovatörer att en motor som var kraftfull nog att motverka propellerns problem och fortsätta att låta flygplanet få fart skulle vara för stor och tung för att fungera i första hand.

Ändå gillade äventyrslystna flygare inte konceptet att det fanns en ljudbarriär som förhindrade ännu högre hastigheter, och många försökte bevisa att barriären säkert kunde brytas genom att uppnå ljudets hastighet genom extremt riskfyllda dyk som skulle öka hastigheten dramatiskt. Många tidiga försök slutade i dödsolyckor, eftersom flygplanstekniken inte kunde hantera hastighetsdykningarna, och piloter kunde drabbas av sjukdom av det branta dyket och tappa kontrollen över planet.

Framsteg inom flygplansdesign ledde till avsevärda förbättringar av kontrollerna och prestandan för flygplan i hög hastighet. På 1940-talet hade ingenjörer utvecklat en förbättrad svans som inkluderade en bred horisontell fena för att tillåta större lyft och kontroll. Det första officiellt erkända ljudbarriärbrottet genomfördes den 14 oktober 1947 av flygvapnets kapten Chuck Yeager. Yeager, en välkänd testpilot, använde ett mycket avancerat flygplan kallat Bell X-1 för att uppnå en hastighet på 807.2 mph (1299 kmph) och äntligen bryta ljudbarriären. Andra källor krediterar en annan testpilot, George Welch, för att ha brutit barriären dagar innan, men eftersom inga amerikanska tjänstemän var närvarande, är hans flyg officiellt rabatterat.

I modern tid är överljudshastighet en vanlig förmåga i många varianter av flygplan. Att bryta barriären har upphört att vara en betydelsefull händelse, även om intresset väcktes igen i slutet av 1990-talet när ett landfordon bröt barriären 50 år efter Yeagers flygning. Ändå var konceptet att bryta barriären en tid en av flygets viktigaste fokuspunkter, vilket ledde till moderna uppfinningar som jetmotorn. Framgången med innovation och djärvhet över vad som verkade som vetenskaplig säkerhet visade sig inspirerande för många och förnyade idén om att alla barriärer kan brytas av de djärva.