ما هو حاجز الصوت وكيف يتم اختراقه

عملية اختراق حاجز الصوت فقط تكون للطائرات العسكرية نظرًا لسرعتها العالية لأداء المهمات، فقد صممت الطائرات الحديثة بشكلٍ يسمح لها بمرور حاجز الصوت دون أن تتعرض للصعوبات، فما هو هذا الحاجز؟

3 إجابات

حاجز الصوت sound barrier هو ارتفاع في ديناميك الهواء عندما تصبح سرعة الطائرة بسرعة الصوت (768ميل في الثانية عند درجة حرارة 20 أو 1235 كيلو متر في الساعة) أو هو النقطة التي تنتقل فيها الطائرة من السرعة تحت الصوتيّة إلى السرعة الصوتيّة أو فوق الصوتيّة، حيث عند اقتراب سرعتها من سرعة الصوت يزداد تسارع قوى السحب الديناميكيّة وتُنتج موجات صوتيّة هائلة من الضغط تنتشر بسرعة أكبر من سرعة الطائرة وباتجاهها.

وعند الوصول إلى سرعة الصوت تصبح الموجات غير قادرة على الابتعاد عن طريق الطائرة وتتراكم أمامها مسببة موجات صدميّة تجعل تدفق الهواء غير مستقر مؤثرة بذلك على الطائرة من هيكل وأجنحة الذي بدوره قد يفقد الطائرة توازنها بسبب صعوبة التحكّم بها أمّا في حال تفوّق الطائرة على كل الضغط والموجات يُسمع صوت هذا التغيّر في الأرض كانفجار و بهذا تكون الطائرة اخترقت جدار الصوت، وفي حال وصول الطائرة إلى السرعة فوق الصوتيّة  لا يُسمع  صوت الاختراق إلا بعد مرور الطائرة بفترة زمنيّة تسمّى منطقة الصمت.

بقي حاجز الصوت عائقاً أمام مسير الطائرات عند وصولها لسرعة معيّنة حتّى حلول الخمسينيّات من القرن الماضي، حيث تمّ تصميم طائرات قادرة على اختراق حاجز الصوت.

أكمل القراءة

قبل أن أجيبك بالتعريف بحاجز الصوت، من المهم أن تعرف أن سرعة الصوت هي السرعة التي تنتشر بها الموجات الصوتية عبر المواد المختلفة، فمثلًا؛ في الهواء الجاف عند درجة حرارة 0 مئوية؛ فإن قيمة سرعة الصوت 331.29 مترًا في الثانية، أما سرعة الصوت في الماء السائل عند درجة حرارة 8 مئوية، فهي حوالي 1439 مترًا في الثانية.

حاجز الصوت هو ارتفاع حاد في ديناميكية السحب الهوائي؛ والذي يحدث عندما تقترب سرعة الطائرة من سرعة الصوت، وكان حاجز الصوت سابقًا يشكّل عقبة أمام الطيران الأسرع من الصوت. لتفهم بشكل أوضح، تخيل معي طائرة تطير بسرعة أقل إلى حدٍ ما من سرعة الصوت، فإن موجات الضغط (الموجات الصوتية) تنتشر بسرعة أمام الطائرة، ولكن بمجرد وصول الطائرة إلى سرعة الصوت؛ هنا لا تستطيع الموجات الخروج عن طريقها، مما يؤدي إلى تشكّل موجات محلية تسبب صدمات قوية على الأجنحة وجسم الطائرة، ويصبح تدفق الهواء حول الطائرة غير مستقر، وقد تفقد الطائرة خصائص التوازن والطيران، وهذا ما يُعرف بحاجز الصوت.

أكمل القراءة

قبل الحديث عن حاجز الصوت يجب أن نعلم أنّ الصوت نفسه هو شكلٌ من أشكال الطاقة التي تنتشر على شكل أمواج اهتزازية طولية تنتشر ضمن الأوساط المادية حصراً (أي لا تنتشر في الخلاء)، وسرعة انتشار الصوت تختلف باختلاف الوسط (أي سرعة انتشار الصوت ضمن الماء تختلف عن سرعته في الهواء).

عادةً ما تحلّق الطائرات في الهواء بسرعاتٍ تتراوح بين 740 و930 كيلومتر في الساعة وهذه السرعات أقل من سرعة الصوت في الهواء (1235 كيلومتر في الساعة)، ولكن عندما تقترب سرعة الطائرة من سرعة الصوت تزداد قوى السحب الديناميكي بشكل حاد ومتسارع وينتج عن ذلك موجة هائلة من الضغط تنتشر في اتجاه الطيران بسرعة أكبر من سرعة الطائرة.

عند الوصول إلى سرعة الصوت تُصبح هذه الأمواج غير قادرةً على الابتعاد عن طريق الطائرة وتتشكل أمواج صدمية (Shock waves) ضمن أجنحة وهيكل الطائرة ويُصبح تدفق الهواء حول الطائرة غير مستقر وهو ما قد يؤدي إلى فقدان القدرة على التحكم بالطائرة وهذا ما يُعرف بحاجز الصوت.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هو حاجز الصوت وكيف يتم اختراقه"؟