Те немногие счастливчики, которым довелось постоять под пролетающим над ними самолетом, развившим сверхзвуковую скорость, описывают свои впечатления как резкий хлопок, звуковой удар. Между тем, если мы будем стоять под пролетающим гражданским лайнером, никакого хлопка мы не услышим. Почему так происходит?
Всё дело в том, что сверхзвуковая скорость сильно меняет свойства обтекающего самолет воздушного потока. Именно из-за этого разработка первых сверхзвуковых летательных аппаратов была серьезно затруднена: обычные самолеты не могут находится в воздухе в стабильном полете при сверхзвуке.
Давайте посмотрим на картинку. Когда самолет движется со сверхзвуковой скоростью, он создает вокруг себя ударные звуковые волны, расходящиеся во все стороны. Эти волны можно представить в виде конуса, вершиной которого служит сам самолет. Такой конус называется конусом Маха. Примерно также на поверхности воды плывущий корабль оставляет за собой кильватерную струю.
Этот воздушный конус ослабевает с расстоянием, и если сверхзвуковой самолет летит на достаточно большой высоте, то мы вообще ничего не услышим.
Но если самолет пролетает над вами достаточно низко, то происходит следующее. Когда самолет находится над вашей головой, вы ничего не услышите. Но как только воображаемый конус звуковой ударной волны достигнет ваших ушей, вы почувствуете хлопок. Этот хлопок – результат резкого, практически мгновенного изменения воздушного давления, граница которого соответствует границе конуса. После хлопка мы окажемся в конусе, но никакого хлопка уже не будет.
Так что хлопок – это непосредственно момент пересечения нашими ушами границы условного конуса ударной волны.
