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AEREO SUPERA LA BARRIERA DEL SUONO,PAURA AD AGROPOLI E CAPACCIO PAESTUM

Le agenzie avevano già gonfiato la notizia parlando addirittura di bombe,di missili.ma il forte boato sentito nella piana del sele nel primo pomeriggio di oggi intorno alle 16,30  è scaturito due aerei caccia che hanno superato la barriera del suono.Molta paura nella piana del sele Agropoli e Capaccio Paestum su tutte per due distinti boati che hanno fatto tremare i vetri di diverse abitazioni. I boati si sono sentiti in un ampio raggio,molti cittadini si sono chiesti cosa fosse stato a provocare quello che sembrava il boato di una forte esplosione.L’allarme è scattato quando il velivolo è entrato nello spazio aereo nazionale senza contattare gli enti del controllo del traffico aereo. Subito è stato dato l’ordine di “scramble”, cioè di decollo immediato su allarme e dopo pochi minuti hanno intercettato l’aereo.

Cose succede quando un aereo supera la barriera del suono??

Cos’è il suono? E’ una vibrazione dell’aria, che si propaga a una certa velocità (intorno ai 300 metri al secondo).

Quando un aereo vola, il suo movimento crea una vibrazione che si sposta in avanti alla velocità del suono.
Nello stesso tempo, però, l’aereo comprime l’aria davanti a sè.

Finchè l’aereo vola sotto la velocità del suono, la vibrazione sonora è più veloce della compressione.

Man mano che l’aereo si avvicina a quella velocità, questi due effetti (vibrazione sonora e compressione) tendono ad accavallarsi, fino a creare un vero e proprio muro invisibile davanti all’aereo.

Nel momento in cui l’aereo supera la velocità del suono, sfonda quel muro, e le onde sonore vengono superate dall’aereo e dalla compressione che esso genera, e non potendosi scaricare in avanti (perchè c’è l’aria compresso dal movimento dell’aereo) si scaricano all’indietro, creando un cono che parte dalla punta dell’aereo e si allarga all’indietro.

Quel cono è quindi il rumore dell’onda d’urto generata dal muro d’aria sfondato dall’aereo, e si allarga per chilometri raggiungendo anche il suolo, dove è percepito come un bang.

L’importante è capire che il bang sonico si genera nel momento in cui l’aereo supera la velocità del suono, e continua ad esserci finchè l’aereo vola supersonico.

1. proprio perché i valori dei parametri termodinamici dell’aria variano con la quota, la latitudine e altri fattori esterni, si tende a utilizzare il NUMERO DI MACH (M), adimensionale, che si riferisce, nella sua definizione basilare al rapporto tra il modulo di un qualsiasi vettore velocità e il valore della velocità del suono nell’aria in una certa condizione standard. perciò, l’indicazione di M=1 a livello del mare rimanderà ad una velocità di c.ca 1200 e passa km/s, mentre in quota sarà lecgato ad una velocità più bassa – viceversa, a velocità costante rispetto il suolo, il Mach cresce con la quota.

2. Mettiamoci ora nel caso geometricamente più semplice: pensiamo ad un proiettile e non ad un aeroplano, la cui geometria è estremamente complessa. tanto la fisica dei fluidi non cabia!
M=1 (e quindi non un velocità qualsiasi!) è la condizione nella quale avviene la formazione di una onda d’urto prodiera STABILE, che assume, nel campo 3D la forma di un CONO.
Semplifichiamo ulteriormente e mettiamoci nel caso 2D, come se stessimo inseguendo il proiettile e ne avessimo una vista laterale perfetta e chiara.
L’inclinazione dell’onda d’urto (semiapertura del cono) non è casuale, ma l’angolo dipende strettamente dal numero di Mach. Col crescere di questo, l’angolo diminuisce (dimostrabile con un po’ di calcoletti a partire dalle formule base dell’aerodinamica supersonica e da un passggio trigonometrico), e l’onda d’urto acquisisce maggior energia, persistendo maggiormente (ovvero espendendosi a maggior distanza dalla sua origine sul corpo (NB: non tocca MAI la superficie del corpo!!! c’è sempre del fluido tra corpo e o.u.).

L’o.u. VIAGGIA col corpo: è trascinata, non si replica infinite volte: perciò quando passa (e si sente il BANG), automaticamente ha cessato di produrre i suoi effetti sugli osservatori,e anche sul campo aerodinamico, che tornerà alla normalità (ossia si ripristenarnno le condizioni precedenti al passaggio dell’onda in termini di Temperatura, Pressione e Velocità in un certo tempo (che non ci interessa qui).

3. Perché si sente il botto? perché l’o.u. è un fenomeno ENERGETICO, e una delle forme di dissipazione dell’energia in natura più diffuse è quella acustica. La compressione dell’aria nella regione dell’onda d’urto (strettissima, è vero, ma fisicamente esistente, non solo per una convenzione matematica) comporta un riscaldamento del fluido (che, indovina un po? cresce col Mach!) e un aumento dell’energia interna delle molecole del fluido. parte di tale energia si dissipa in forma cinetica (con variazione di velocità delle molecole nel campo aerodinamico), parte si trasferisce per conduzione all’ambiente circostante (hai presente gli scudi termici dello shuttle che diventano incandescenti nella fase di rientro atmosferico? è un volo ipersonico con M=13-15 o anche più, ove il salto di temperatura è di qualche migliaio di gradi centigradi!). L’onda meccanica che corrisponde al Bang Supersonico è una forma di disspiazione dell’energia acquisita dal fluido – tutto qua!

4. La comparsa di nuovolette e altre amenità è legata alla condensazione dell’umidità atmosferica che avviene a causa del salto di pressione che l’onda d’urto imprime al fluido.

ATTENZIONE: il fluido non si comprime DAVANTI all’o.u., ma ATTRAVERSO, e dunque osserveremo il salto di pressione (e di velocità) dell’aria A VALLE dell’onda d’urto, dove ci sarà una regione subsonica a pressione e temperatura più alta rispetto a quel che è ancora davanti all’o.u. Sembrerà strano, ma ricordiamoci che l’onda d’urto è PERMEABILE, altrimenti non potrebbe alimentarsi se deflettesse l’aria davanti a sé. il campo che essa non ha ancora attraversato, perciò è indisturbato.

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