Barreira do Som

Definição

A Barreira do Som, também chamada barreira sônica, é um grande aumento na força que se opõe a um objeto em movimento à medida que sua velocidade atinge a velocidade na qual o som viaja.

Geralmente, há uma explosão sônica quando uma aeronave quebra a barreira do som.

O que é

O som viaja como uma onda através de meios como ar, líquido e plasma.

No ar, a velocidade que as ondas viajam é determinada pelas condições atmosféricas, portanto a velocidade do som pode variar dependendo da temperatura.

A barreira do som é um conceito desenvolvido no início do século 20, quando muitos cientistas acreditavam que o atrito causado pelas aeronaves ao se aproximar da velocidade do som impossibilitava qualquer aeronave atingir ou exceder a velocidade do som sem ser destruída.

Graças aos aviadores brilhantes e muitas vezes temerários do dia, o conceito de barreira sonora proibitiva acabou por ser refutado, e as aeronaves agora a quebram rotineiramente à medida que atingem a velocidade supersônica.

Como a velocidade do som é baseada na temperatura do meio pelo qual viaja, não há velocidade constante na qual a barreira do som será quebrada.

Para dar uma idéia geral, muitas publicações científicas listam a velocidade do som a 1142 quilômetros por hora (1194 quilômetros por hora) com base em uma temperatura padrão de 0 graus Celsius. Porém, à medida que a temperatura muda para cima, o som a velocidade da barreira aumenta.

A questão original que levou ao conceito de barreira ao som é resultado da tecnologia da hélice. À medida que uma aeronave se aproxima da velocidade do som, o movimento da hélice se torna perturbador das ondas sonoras, causando turbulência e reduzindo o desempenho da aeronave.

Parecia claro para muitos inovadores da aviação que um motor era poderoso o suficiente para combater os problemas da hélice e continuar permitindo que a aeronave ganhasse velocidade seria muito grande e pesada para trabalhar em primeiro lugar.

No entanto, aviadores aventureiros não gostaram do conceito de que havia uma barreira do som impedindo velocidades ainda maiores, e muitos tentaram provar que a barreira poderia ser quebrada com segurança ao atingir a velocidade do som através de mergulhos extremamente arriscados que aumentariam drasticamente a velocidade.

Muitas tentativas iniciais terminaram em acidentes fatais, já que a tecnologia do avião não aguentava os mergulhos de velocidade, e os pilotos podiam sofrer doenças devido ao mergulho acentuado e perder o controle do avião.

Os avanços no projeto de aeronaves levaram a melhorias consideráveis nos controles e no desempenho dos aviões em alta velocidade.

Na década de 1940, os engenheiros haviam desenvolvido uma cauda aprimorada que incluía uma ampla aleta horizontal para permitir maior sustentação e controle.

A primeira quebra da barreira do som oficialmente reconhecida foi realizada em 14 de outubro de 1947, pelo capitão da Força Aérea Chuck Yeager.

Yeager, um conhecido piloto de testes, usou uma aeronave altamente avançada chamada Bell X-1 para atingir uma velocidade de 1299 km/h (807,2 mph) e finalmente quebrar a barreira do som.

Outras fontes creditam a outro piloto de testes, George Welch, a quebra da barreira dias antes, mas como nenhuma autoridade dos EUA estava presente, seu voo é oficialmente descontado.

Nos tempos modernos, a velocidade supersônica é uma habilidade comum em muitas variedades de aeronaves.

Quebrar a barreira deixou de ser um evento importante, embora o interesse tenha sido novamente despertado no final dos anos 90, quando um veículo terrestre quebrou a barreira 50 anos após o voo de Yeager.

Ainda assim, o conceito de quebrar a barreira foi, por um tempo, um dos principais pontos focais da aviação, levando a invenções modernas, como o motor a jato.

O sucesso da inovação e a ousadia sobre o que parecia ser certeza científica provaram ser inspiradoras para muitos e renovaram a ideia de que qualquer barreira pode ser quebrada pelos ousados.

Barreira do som – Física

Barreira sonora é aumento acentuado da resistência aerodinâmica que ocorre quando uma aeronave se aproxima da velocidade do som e que anteriormente era um obstáculo ao vôo supersônico.

Se uma aeronave voa a um pouco menos que a velocidade sônica, as ondas de pressão (ondas sonoras) que ela cria ultrapassam suas fontes e se espalham à frente.

Quando a aeronave atinge a velocidade sonora, as ondas não conseguem sair do caminho.

Fortes ondas de choque local se formam nas asas e no corpo; o fluxo de ar ao redor da embarcação torna-se instável e pode ocorrer um grave impacto, com sérias dificuldades de estabilidade e perda de controle sobre as características do voo.

Geralmente, aeronaves adequadamente projetadas para vôo supersônico têm pouca dificuldade em atravessar a barreira do som, mas o efeito sobre as projetadas para operação eficiente em velocidades subsônicas pode se tornar extremamente perigoso.

Qual é a velocidade do som?

A velocidade do som varia dependendo da altitude, temperatura e do meio através do qual viaja.

Por exemplo, ao nível do mar em uma atmosfera padrão, a uma temperatura de 15 graus Celsius, o som percorre 1.225 km/p/h. A uma temperatura de 0 ° C, a velocidade do som cai para 1.194 km/p/h.

Em altitudes acima do nível do mar, a velocidade do som é novamente diferente e varia dependendo dos fatores predominantes.

A razão para essa variação é que as ondas sonoras viajam por moléculas emocionantes.

Quando uma onda sonora atinge uma molécula, ela vibra, transferindo a vibração para moléculas adjacentes, que a transmitem da mesma maneira. Se as moléculas estiverem muito compactadas, a onda sonora poderá viajar muito rapidamente, aumentando a velocidade do som. Quando as moléculas não são tão densamente compactadas, a velocidade do som diminui.

A temperatura e a altitude afetam a densidade atmosférica, alterando a velocidade do som.

O som também viaja mais rápido pela água do que pelo ar, porque a água é um meio mais denso.

Da mesma forma, o som viaja mais rápido através do aço, em materiais de menor densidade, como madeira ou condições atmosféricas.

Por esse motivo, você pode ver um filme antigo que mostra alguém colocando uma orelha em uma via férrea para ouvir um trem que se aproxima, pois o som chega ao ouvinte mais rapidamente através de trilhos de aço do que pelo ar.

Quando um jato viaja mais rápido que a velocidade do som, diz-se que ele quebra a barreira do som. Isso cria uma onda de choque ou explosão sônica e uma “cobertura” instantânea ao redor do jato.

A mortalha é na verdade uma nuvem de vapor branco, que quando capturada em fotografias de alta velocidade, faz a aeronave parecer como se estivesse emergindo de um buraco de minhoca branco.

Mach 1 refere-se a quebrar a barreira do som inicial ou passar de velocidades subsônicas a supersônicas. Jatos militares costumam viajar supersonicamente.

Quando um jato viaja duas vezes mais rápido que a velocidade do som, ele está viajando a Mach 2.

Três vezes mais rápido que o som se refere a Mach 3 e assim por diante.

Jato quebrando a barreira do som

Fonte: www.wonderopolis.org/www.wisegeek.org/www.dictionary.com/www.nationalgeographic.org/www.nasa.gov/www.businessinsider.com