هل تعرف ما هو حاجز الصوت ؟ هل رأيت طائرة تخترقه ؟؟

اختراق حاجز الصوت: رحلة عبر جدار الصوت

تعدّ ظاهرة اختراق الطائرات لحاجز الصوت من الظواهر الفيزيائية المدهشة التي أذهلت العلماء والمهندسين على حد سواء. وقد شهدنا في الآونة الأخيرة تطوراً ملحوظاً في هذا المجال، حيث تمكنت الطائرات الحديثة من تجاوز هذا الحاجز بسهولة نسبية. ولكن ما هو حاجز الصوت وكيف يحدث هذا الاختراق؟ وما هي الآثار المترتبة عليه؟

ما هو حاجز الصوت؟

حاجز الصوت هو مصطلح يطلق على الحاجز الفيزيائي الذي يواجه الأجسام المتحركة عند اقترابها من سرعة الصوت. وسرعة الصوت ليست ثابتة بل تتغير باختلاف الوسط الذي تنتقل فيه، ففي الهواء على سطح البحر عند درجة حرارة 15 درجة مئوية تبلغ سرعة الصوت حوالي 343 متر في الثانية.

عندما يتحرك جسم ما بسرعة أقل من سرعة الصوت، فإنه يصدر موجات صوتية تنتشر في جميع الاتجاهات. أما عندما تزداد سرعة الجسم وتقترب من سرعة الصوت، فإن الموجات الصوتية تبدأ في التراكم أمام الجسم، وعندما يتجاوز الجسم سرعة الصوت تتحد هذه الموجات مكونة ما يسمى بموجة الصدمة.

كيف تحدث موجة الصدمة؟

عندما تتحرك الطائرة بسرعة تقترب من سرعة الصوت، فإن الهواء الذي أمامها يضغط بشدة، مما يؤدي إلى ارتفاع في درجة حرارته وزيادة في كثافته. وعندما تتجاوز الطائرة سرعة الصوت، فإن هذا الهواء المضغوط ينطلق فجأة على شكل موجة صدمة، مما يصدر صوتاً يشبه صوت الانفجار.

تتميز موجة الصدمة بأنها على شكل مخروط، حيث يكون رأس المخروط عند مقدمة الطائرة وقاعدته تمتد خلفها. وتزداد شدة موجة الصدمة كلما زادت سرعة الطائرة.

آثار اختراق حاجز الصوت

• الدوي الصوتي: عند اختراق الطائرة لحاجز الصوت، ينتج صوتاً عالياً جداً يشبه صوت الانفجار، وهذا الصوت يمكن أن يسبب أضراراً للمباني والهياكل الأخرى.
• الحرارة الشديدة: تتولد حرارة عالية جداً عند نقطة التقاء موجة الصدمة بسطح الطائرة، مما يتطلب مواداً خاصة لتحمل هذه الحرارة.
• الاهتزازات: تتعرض الطائرة لاهتزازات شديدة عند اختراقها لحاجز الصوت، مما يتطلب تصميم هيكل الطائرة بطريقة تتحمل هذه الاهتزازات.

أهمية اختراق حاجز الصوت

على الرغم من الآثار السلبية لاختراق حاجز الصوت، إلا أن لهذه الظاهرة أهمية كبيرة في العديد من المجالات، منها:

• صناعة الطيران: ساهم اختراق حاجز الصوت في تطوير طائرات مقاتلة أسرع وأكثر تطوراً، مما أدى إلى ثورة في مجال الطيران العسكري.
• الاستكشاف الفضائي: تعتمد مركبات الفضاء على قدرتها على اختراق حاجز الصوت للوصول إلى الفضاء.
• الأبحاث العلمية: تساعد دراسة ظاهرة اختراق حاجز الصوت على فهم أفضل للفيزياء والهوائية الديناميكية.

المستقبل

تشهد تقنية اختراق حاجز الصوت تطوراً مستمراً، حيث يعمل العلماء والمهندسون على تطوير طائرات أسرع وأكثر كفاءة. ومن المتوقع أن نشهد في المستقبل ظهور طائرات ركاب تجارية قادرة على اختراق حاجز الصوت، مما سيقلل من وقت السفر بشكل كبير.

ختاماً، يمكن القول أن اختراق حاجز الصوت يمثل إنجازاً علمياً وتقنياً كبيراً، وقد فتح آفاقاً جديدة في العديد من المجالات. ومع استمرار التطور التكنولوجي، يمكننا توقع المزيد من التطورات المذهلة في هذا المجال.

المصدر: عشاق عالم الطيران