Um avião que quebrou a barreira de som, é completamente silencioso dentro da cabine?

Quando os irmãos Wright conduziram seu primeiro vôo bem-sucedido na primeira máquina voadora do mundo, todos ficaram surpresos com a ideia de que os seres humanos poderiam realmente andar no ar! Como a tecnologia melhorou, os aviões tornaram-se muito mais sofisticados, mais seguros e repleto de amenidades. E sim, escusado será dizer, eles têm muito mais rápido também!

A tecnologia de aviões percorreu um longo caminho desde que a primeira máquina voadora foi construída (Crédito da foto: Comando Central das Forças Aéreas dos EUA e Wikipedia).

Estes dias, temos jatos supersônicos – aviões que podem viajar mais rápido do que a velocidade do som em si! Agora, você já deve saber que quando um avião, ou de fato qualquer coisa, viaja mais rápido do que a velocidade do som (ou seja, quebra a barreira do som), um barulho alto é ouvido, que é comumente conhecido como um boom sônico. Você pode ter ouvido que particularmente barulhento, às vezes até mesmo doloroso boom quando um avião militar voa.

Todo mundo no chão pode ouvi-lo, mas e as pessoas dentro do avião? Como é para eles quando o avião que eles estão viajando esmaga através da barreira do som? Será que eles notar uma diferença no ambiente de cabine? E uma vez que eles estão essencialmente viajando mais rápido do que o som em si, a cabine de repente ficou em silêncio? E os pilotos e a situação dentro do cockpit?

Os pilotos de um jato supersônico ouvem o som dos motores quando ele quebra a barreira do som?

Resposta curta: Sim, os pilotos de um jato supersônico ainda pode ouvir o zumbido dos motores quando o avião quebra a barreira do som, se o som é transmitido através do ar dentro do avião (no entanto, eles não podem ouvir os sons vindos do exterior). Da mesma forma, os passageiros também podem ouvir sons dentro da cabine, como o ar em torno deles (bem como os pilotos) está parado em relação ao avião.

Um avião supersônico quebra a barreira do som (Crédito da foto: Pixabay)

Desde que o som dentro do plano está viajando através do ar interno (que está se movendo tão rapidamente quanto o plano próprio), não haveria nenhum sons de problemas da audição dentro da cabine, não obstante se ou não a barreira do som está quebrada.

Como funciona um boom sônico?

Você pode lembrar de sua classe de Física de escola secundária que um boom sônico ocorre quando algo viaja mais rápido do que a velocidade do som. Note-se que a velocidade do som varia de acordo com o meio que viaja, mas como as coisas que viajam na Terra são cercadas de ar em todos os momentos, vamos considerar a velocidade do som no ar, que passa a ser 767 mph (ou 1234 km / H).

As ondas na frente do objeto se aproximam cada vez mais à medida que se acelera.

Um objeto em movimento rápido, digamos, um avião de combate, produz ondas sonoras em todas as direções. À medida que a velocidade do jato aumenta, as ondas sonoras na frente do avião tendem a subir, já que não têm tempo suficiente para sair do avião. Você pode consultar o diagrama acima para entender melhor.

No entanto, quando a aeronave voa mais rápido do que a velocidade do som (no ar), as ondas sonoras, não recebendo tempo suficiente para se espalhar na frente do avião, trilha atrás dele em vez disso, formando um ‘Mach cone’.

O Mach cone produzido por uma aeronave quebrando a barreira de som.

É devido a este cone de Mach que você ouve a lança quebrando a orelha como um avião supersônico voa em cima. É bastante semelhante ao velório que um navio a vapor rápido cria na água.

Voando em um avião supersônico

O boom sônico de um jato ultra-sônico é ouvido por pessoas no chão, mas o que acontece com as pessoas “dentro” do próprio jato (o piloto, a tripulação e os passageiros)? Eles também ouvem o boom sonoro?

Os pilotos de caça não ouvem o boom sonoro criado por seus próprios aviões. (Crédito da imagem: Wikipedia)

A resposta curta é – não, eles não ouvem o boom sônico. Pilotos e passageiros não podem ouvir o boom sonoro criado por seu próprio avião, porque eles estão na cabeça do cone Mach. Em palavras simples, eles estão se movendo tão rápido que o boom sônico não tem chance de alcançá-los.

Ela se torna significativamente mais silenciosa dentro da cabine / cabine quando um avião quebra a barreira de som?

Na verdade não.

Você vê, o som é uma onda mecânica, ou seja, precisa de um meio para viajar. Além disso, ele viaja a uma velocidade que é “relativa” ao meio que está viajando através.

Considere o seguinte: o som viaja a 343 m / s através de ar parado para um observador estacionário. No entanto, se o ar estiver se movendo a uma determinada velocidade, digamos 100 m / s, então o mesmo observador perceberá que o som está viajando a uma velocidade maior, ou seja, 443 m / s (343 + 100).

Agora, o ar interno que rodeia as pessoas a bordo de um avião supersônico viaja à mesma velocidade que o próprio avião. Desde que o som viaja através deste ar a bordo do avião, não há absolutamente nenhuma mudança nos níveis de som dentro do avião.

As coisas não “calam” de repente dentro de um avião quando ele quebra a barreira do som.

Pela mesma razão, os pilotos podem ouvir sua própria voz e o som dos motores do avião supersônico que estão voando (somente se o som é transmitido pelo ar dentro do avião, como qualquer som externo não pode chegar ao cockpit). Além disso, o ruído produzido pelos motores também pode ser transmitido através do avião (mas não do ar circundante) e ser sentido pelo piloto como vibrações suaves.

Referências:

1. Sonic Boom – Wikipédia , a enciclopédia livre
2. NASA Armstrong Folha Informativa: Sonic Booms – NASA
3. Pesquisa Em Vôo Supersônico E A Quebra Da Barreira De Som – Instituto De Tecnologia Rose-Hulman
4. Fontes do Ruído da Aviação – NoiseQuest