Luchtweerstand wordt ervaren als muur
Als het vliegtuig steeds sneller gaat, worden de geluidsgolven voor het vliegtuig steeds korter, waardoor de geluidsfrequentie hoger wordt.
Als het vliegtuig de geluidssnelheid bereikt, worden de geluidsgolven vóór het vliegtuig zo sterk samengedrukt dat de weerstand in de buurt van de geluidssnelheid toeneemt. Deze weerstand wordt de geluidsmuur genoemd.
De snelheid van het geluid hangt af van de temperatuur en het materiaal waar het geluid doorheen moet. In de lucht, met 15 °C, is die snelheid 340 meter per seconde – 1224 kilometer per uur.
Hoe hoger in de lucht, hoe kouder, en hoe lager de snelheid van het geluid is.
Op 10 kilometer hoogte kan het wel -60 °C zijn, en een vliegtuig op die hoogte hoeft dan maar 1062 kilometer per uur te vliegen om door de geluidsbarrière te gaan.
Waarom maakt het zo’n kabaal als de geluidsbarrière doorbroken wordt?
Als een vliegtuig door de geluidsbarrière gaat, geeft dat een harde knal. Dat komt doordat het vliegtuig zijn eigen geluid inhaalt.
De supersonische knal die je hoort, wordt echter niet veroorzaakt doordat het vliegtuig de drukgolven doorbreekt. De drukgolven buigen naar achteren als de snelheid van het vliegtuig toeneemt. De knal treedt op op het moment dat de schokgolven de grond raken.
VIDEO: Zie en hoor een vliegtuig door de geluidsbarrière gaan
Een vliegtuig dat sneller dan het geluid gaat, laat een supersonische schokgolf achter zich. Dat maakt zo’n kabaal, dat het supersonische passagiersvliegtuig de Concorde alleen boven zee door de geluidsbarrière mocht gaan.
Kun je de geluidsbarrière zien?
De geluidsbarrière zelf is onzichtbaar, maar onder de juiste weersomstandigheden kun je soms een kegelvormige wolk zien wanneer een vliegtuig door de geluidsbarrière breekt. Hoe sneller het vliegtuig gaat, hoe puntiger de wolk is.
De wolk bestaat uit waterdruppeltjes en wordt gevormd doordat de lucht rond het vliegtuig eerst wordt verhit door de schokgolf en daarna snel afkoelt als de schokgolf passeert. De lagere temperatuur zorgt ervoor dat de lucht condenseert en waterdruppels vormt, die te zien zijn als een kegelvormige wolk.
Dit verschijnsel is te zien als een vliegtuig door de geluidsbarrière gaat, maar de kegelvormige wolk kan ook optreden als een vliegtuig minder snel dan het geluid vliegt.