Boom Sônico: o que acontece quando um avião excede a velocidade do som?
Foi publicado nas redes sociais um vídeo surpreendente de um avião que poderia estar ultrapassando a velocidade do som. Veja aqui a explicação para tal fenômeno que é gerado na atmosfera.
No início de outubro, um vídeo transmitido por uma academia de engenharia mexicana chamou a atenção de milhares de internautas, no qual um avião militar F-18 é mostrado durante um voo de baixa altitude no momento em que se presume estar excedendo a velocidade do som. O avião se desloca cercado por um halo de vapor ao qual foi dado diferentes explicações.
Superando a barreira do som
Lembre-se que a velocidade do som é a velocidade com que as ondas sonoras viajam em um meio. Na atmosfera da Terra é de 343 m/s — o que equivale a 1.235,52 km/h —, para valores de temperatura de 20°C e umidade relativa de 50% ao nível do mar.
Un avión F-18 rompiendo la barrera del sonido. pic.twitter.com/xoXjiDfAke
— GeotechTips (@GeotechTips) October 1, 2022
No início do século XX, o físico austríaco Ernst Mach propôs expressar a velocidade de um objeto em relação ao som em um número adimensional, resultante da relação entre a velocidade de um objeto em movimento e a velocidade do som no mesmo meio. Daí vem o Mach normalmente usado para descrever a velocidade das aeronaves.
Quando uma aeronave ultrapassa a velocidade Mach 1, ocorre um “boom sônico”, ou seja, as ondas de pressão do ar são deixadas para trás, gerando um cone de som. Esta grande quantidade de energia sonora é captada pelo ouvido humano semelhante a uma forte explosão ou trovão. As ondas são geradas pela resistência das camadas de ar ao avanço do avião, que será maior à medida que sua velocidade aumenta.
O Mach é um número adimensional (sem unidade), resultado da divisão entre a velocidade de um objeto —carro, avião, barco, etc.— e a velocidade do som no meio em que o objeto se move.
As asas do avião criam áreas de baixa pressão, fazendo com que o vapor no ar se condense e crie uma "nuvem de pressão". À medida que acelera, a nuvem em formação aparecerá na parte traseira da aeronave: ao atingir a barreira do som, uma onda de choque perturba o ar e a nuvem desaparece, iniciando o voo supersônico.
A história da aviação supersônica e até onde vamos
Em 4 de outubro de 1947, a aeronave Bell X1 da Força Aérea dos Estados Unidos, pilotada por Chuck Yeager, tornou-se a primeira a quebrar a barreira do som, ao atingir os 1.299 km/h. Assim começou uma era em que a fabricação de dispositivos supersônicos era um objetivo urgente das grandes potências mundiais.
Em 1968, a então União Soviética colocou no ar o Tupolev TU-144, o primeiro avião comercial supersônico, que conseguia atingir uma velocidade de 2,35 Mach (2.500 km/h). Ao mesmo tempo, o Reino Unido e a França desenvolveram o Concorde, que fez seu primeiro voo com passageiros em janeiro de 1976, atingindo 2.179 km/h.
Essas aeronaves supersônicas constituíam uma fonte de poluição sonora e ambiental que, aliada aos altos custos operacionais, levou à sua saída do mercado de transporte de passageiros em 2003.
Atualmente, apenas aeronaves de uso militar permanecem voando a velocidades supersônicas, mas a NASA e empresas como a Boom Supersonic, uma empresa de Denver, no Colorado, estão se preparando para construir aviões que podem voar silenciosamente sobre a água a 1,7 Mach, com autonomia de 4.250 milhas náuticas.
No futuro, com os avanços tecnológicos que se vislumbram, viajar entre dois pontos do planeta em apenas 3 horas não será mais apenas um sonho. Seremos capazes de ultrapassar a velocidade da luz em alguns anos? As respostas virão da ciência e a engenharia fará acontecer. Quando você ouvir uma "explosão" e ver um rastro branco entre as nuvens, já sabe que um avião supersônico voou pelo céu acima de você.