Звуковой барьер - это явление, связанное с порождением ударных волн, которые возникают при движении объекта со скоростью, превышающей скорость звука, или, другими словами, при преодолении скоростного порога.
Каждый объект, двигаясь в воздухе, производит звуковые волны, которые распространяются со скоростью звука. Скорость звука составляет около 1225 км/ч на уровне моря. Когда объект движется со скоростью меньше, чем скорость звука, звуковые волны, порождаемые объектом, распространяются впереди и за ним. Но, если объект движется со скоростью, равной или большей скорости звука, происходит явление, известное как ударная волна или звуковой барьер.
Когда летательное средство, двигаясь со всех тех же скоростей, что и звуковые волны, приближается к месту, где скорость становится больше скорости звука, это приводит к накоплению звуковых волн перед передней частью самолета. Воздействие на воздух перед передней частью самолета изменяет его физические свойства и, таким образом, приводит к образованию ударной волны вокруг самолета.
При этом перед передней частью самолета происходит заметное увеличение давления, плотность воздуха увеличивается, а температура повышается, что порождает звуковой эффект, называемый шумом ударной волны. Шум ударной волны слышен изнутри самолета и производит знаменитый звук хлопка.
Стоит также отметить, что величина звукового барьера не является постоянной величиной и зависит от атмосферных условий - влажность, давление, температура. Влажный воздух и низкая температура могут уменьшать скорость звука, в то время как высокое атмосферное давление способствует ее увеличению. Эти изменения немного влияют на скорость звука, но могут существенно изменять форму ударной волны и шум ударной волны, который происходит на равной высоте и скорости полета.
В общем, хлопок при достижении самолетом звукового барьера является результатом образования ударной волны вокруг передней части корпуса авиалайнера, который вызывает шум ударной волны, в то время как внутри самолета слышится хлопок. Однако необходимо отметить, что современные технологии позволяют сделать лайнеры более шумозащищенными, и в будущем мы можем ожидать существенного улучшения условий передвижения на воздушных линиях.