Aerei supersonici, aerei che vanno così veloci da riuscire a rompere il muro del suono

L’aereo supersonico è un tipo di aereo in grado di raggiungere e superare la velocità del suono ovvero 1.193,4 km/h quando l’aereo arriva a questa velocità un osservatore sente un fortissimo rumore, un botto chiamato boato sonico e a volte si riesce, sotto alcune condizioni, anche a vedere uno strano alone che circonda l’aereo. Perchè avvengono questi effetti fisici?

Per affrontare l’argomento introduciamo qualche elemento di fisica. Vi siete mai chiesti che cosa è una onda? Consideriamo un luogo calmo, per esempio un fantastico laghetto in stato di quiete, immobile. Il laghetto è composto da acqua che è caratterizzata da grandezze fisiche quali: temperatura, pressione e densità. Se in qualche modo introduciamo una perturbazione della pressione o della densità, per esempio buttando un sasso, la perturbazione si propaga nell’acqua per effetto della elasticità della stessa, questa è detta onda elastica. Come un corpo immerso in acqua produce onde, un corpo che vibra immerso nell’aria produce in essa delle onde, dando luogo a quello che noi tutti siamo abituati a chiamare suono. Le onde così generate vengono chiamate onde acustiche o onde sonore.

Sicuramente vi sarà capitato di osservare una barca che si muove attraverso l’acqua, guardando subito dopo il suo passaggio si vede una scia di onde.

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Gli aerei attraversando l’aria creano onde simili. L’aereo durante il suo percorso comprime le molecole d’aria che si trova difronte, creando delle onde che si diffondono in tutte le direzioni. Quando un aereo si avvicina alla velocità del suono, comincia a muoversi alla stessa velocità delle onde sonore che si stanno creando. Quando l’aereo si muove più velocemente di queste, succede che le onde si accavallano una sopra l’altra fino a creare un vero e proprio muro invisibile davanti all’aereo. Questa concentrazione di onde sonore è detta onda d’urto. Le onde d’urto sono onde che viaggiano in tutte le direzioni e quindi anche verso il suolo e colpendolo generano il famoso boom sonico.

Il boom sonico si verifica, non solo una volta nel momento in cui viene udito, ma l’aereo crea onde d’urto per tutto il tempo che è in volo a velocità superiori a quelle del suono e il boato, il boom sonico, si può sentire per tutto il tempo del viaggio. Un altro effetto che si riscontra a volte è la visualizzazione di un alone che circonda l’aereo

questo è dovuto alla condensazione del vapore acqueo disciolto nell’atmosfera nelle zone da cui partono le onde d’urto, la parte posteriore dell’aereo. Questa condizione dura solo l’istante dell’attraversamento, in cui il flusso supersonico circonda l’aereo in una specie di cono (detto cono di Mach).

Bibliografia:
http://galileo.cincom.unical.it/pubblicazioni/editoria/libri/Fisica/fisica2/M…
http://it.wikipedia.org/wiki/Numero_di_Mach
http://www.mateliber.it/fisica/Fisica138.html
http://web.tiscali.it/aerotecnicagenerale/BARRIERASONICA/numero_di_mach.htm

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