Ilmanvastus koetaan vallina
Sitä mukaa kuin lentokoneen nopeus kasvaa, ääniaaltojen huippujen väli koneen edessä lyhenee ja äänen taajuus kohoaa.
Kun lentokone saavuttaa äänen nopeuden, ääniaallot koneen edessä ovat niin tiheässä, että ne muodostavat eräänlaisen muurin tai šokkiaallon. Sitä kutsutaan äänivalliksi.
Äänen nopeus riippuu sekä lämpötilasta että aineesta, jossa se etenee. 15-asteisessa ilmassa äänen nopeus on 340 metriä sekunnissa eli 1 224 kilometriä tunnissa.
Korkeammalla ilmakehässä, missä ilma on huomattavasti kylmempää, äänen nopeus on alhaisempi.
10 kilometrin korkeudessa saattaa olla 60 astetta pakkasta, ja silloin lentokoneen tarvitsee enää lentää 1 062 kilometrin nopeudella murtaakseen äänivallin.
Miksi kuuluu pamaus, kun lentokone murtaa äänivallin?
Kun lentokone murtaa äänivallin, kuuluu voimakas pamaus. Tämä johtuu siitä, että lentokone saa siinä vaiheessa kiinni oman äänensä.
Yliäänipamauksena kuuluva ääni ei kuitenkaan johdu siitä, että lentokone murtaa ääniaallot. Ääniaallot nimittäin taittuvat taaksepäin sitä mukaa, kun koneen nopeus kasvaa. Ääni, joka kuuluu, syntyy sinä hetkenä, kun ääniaallot osuvat maahan.
VIDEO: Katso ja kuuntele, kun lentokone murtaa äänivallin
Lentokone, joka liikkuu ääntä nopeammin, vetää perässään yliäänipamauksesta muodostunutta pyrstöä. Pamaus on niin voimakas, että supersooninen Concorde-matkustajakoneenkin annettiin murtaa äänivalli vasta, kun se oli meren yllä.
Voiko äänivallin nähdä?
Itse äänivalli on näkymätön, mutta sopivissa sääoloissa sen voi nähdä kartionmuotoisena pilvenä. Mitä nopeammin lentokone liikkuu, sitä terävämpi kartion kärki on.
Pilvi koostuu pienen pienistä vesipisaroista ja syntyy, kun ilma koneen ympärillä ensin lämpenee paineaallon vaikutuksesta ja sitten kylmenee nopeasti, kun kone ohittaa paineaallon. Matala lämpötila saa ilmassa olevan veden tiivistymään pisaroiksi. Silloin näkyy kartionmuotoinen pilvi.
Ilmiö voidaan havaita, kun lentokone murtaa äänivallin, mutta kartionmuotoisia pilviä voi muodostua myös, vaikka lentokone ei murtaisikaan äänivallia.