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Wednesday, 16 March 2011

Muro del suono e "bang"

Domanda interessante di uno studente. "Il pilota sente il bang sonico?"

Bisogna distinguere tra "muro del suono" e "bang sonico".
Con "muro del suono" si indicava la difficoltà, per i primi aeroplani a raggiungere la velocità del suono.
Gli effetti aerodinamici sulle superfici di un aeroplano variano notevolmente avvicinandosi alla velocità del suono. Il regime di moto in queste condizioni è chiamato regime transonico.
Quando un corpo si muove all'interno di un fluido crea delle perturbazioni nella zona circostante. La velocità di propagazione di questi disturbi è la velocità del suono. Se la sorgente dei disturbi si muove, i disturbi tenderanno a compattarsi nella direzione del moto. Il corpo può seguire, raggiungere o superare tali disturbi: nel primo caso il numero di Mach, ovvero il rapporto con la velocità del suono della velocità del corpo, sarà minore di uno, come indicato nella figura ed in questo caso si parlerà di regime subsonico. Nel secondo caso sarà prossimo a uno e si parlerà di regime transonico. Nell'ultimo caso il numero di Mach sarà maggiore di uno ed il corpo si muoverà in regime supersonico.





L'espressione «muro del suono» venne adottata durante la seconda guerra mondiale quando un certo numero di aerei iniziarono a sperimentare gli effetti del volo transonico. I velivoli, in queste condizioni, manifestavano comportamenti anomali come conseguenza di fenomeni aerodinamici, all'epoca non ancora pienamente compresi. Poiché alcuni velivoli si distruggevano in aria come se avessero impattato contro un invisibile muro, divenne uso comune nel linguaggio non scientifico descrivere l'avvicinamento alla velocità del suono con la locuzione «muro del suono».
Wiki
Nella figura a destra vedete il cono di Mach, Ma>1, che è l'onda d'urto che l'aereo crea avanzando nell'aria.
Il boom sonico, chiamato anche bang supersonico, in italiano boato sonico, è il suono prodotto dall'onda d'urto (o più precisamente dal cono di Mach) generata da un oggetto (ad esempio un aereo) quando questo si muove, in un fluido, con velocità superiore alla velocità del suono.
L'osservatore al suolo, quando è investito dal cono di Mach prodotto dall'aereo, percepisce il bang, perché sente l'onda d'urto. Notate bene che il cono prodotto dall'aereo è un cono che si muove con l'aereo stesso:  osservatori in posti diversi, percepiscono diversi bang quando il cono li raggiunge. Il pilota che viaggia col cono, non percepisce alcun bang perché viaggia con cono di Mach (ma cambiando i regimi di dinamici dell'aereo, sentirà altri effetti quando passa da sopra mach 1).
Il bang sonico è prodotto quando l'aereo vola ad una velocità superiore alla velocità del suono nell'aria ed è percepito da un osservatore al suolo quando è investito dall'onda d'urto. Se un areo supera il "muro del suono", crea l'onda d'urto che noi percepiamo come "bang". Il pilota non lo sente.