بلندترین صدای شکستن دیوار صوتی توسط این جنگنده به ثبت رسیده است

امروزه بسیاری از هواپیماهای نظامی می‌توانند دیوار صوتی را بشکنند و وارد پرواز مافوق صوت شوند. برخی مدل‌های تجاری نیز چنین قابلیتی دارند؛ از جمله هواپیمای کنکورد (Concorde) که به‌خاطر پروازهای رکوردشکن خود شناخته می‌شود. به همین دلیل، ما درک نسبتاً خوبی از پیامدهای پرواز مافوق‌ صوت، از جمله پدیده‌ی سونیک بوم یا شکستن دیوار صوتی، پیدا کرده‌ایم. شکستن دیوار صوتی زمانی رخ می‌دهد که یک هواپیما با سرعت بسیار بالا حرکت می‌کند که باعث فشرده شدن و کنار رفتن مولکول‌های هوا می‌شود.

این وضعیت باعث ایجاد موج ضربه‌ای می‌شود که صدای مهیبی شبیه انفجار تولید می‌کند و افرادی که روی زمین هستند می‌توانند آن را بشنوند. بلندترین صدای شکستن دیوار صوتی ثبت‌شده متعلق به هواپیمای آزمایشی شرکت ریپابلیک اوییشن به نام ایکس‌اف-۸۴اچ است که با لقب تاندراسکریچ (Thunder­screech) شناخته می‌شود. این هواپیما توسط رکوردهای جهانی گینس به‌عنوان پر سروصداترین هواپیما در تاریخ معرفی شد. صدای مهیب ایکس‌اف-۸۴اچ ناشی از پروانه‌های چرخان آن بود که موج‌های صوتی را با سرعتی برابر با حدود ۱۴۵۰ کیلومتر بر ساعت ایجاد می‌کردند.

با این حال، بلندترین صدای شکستن دیوار صوتی لزوماً قوی‌ترین آن نیست. معیاری که برای تعیین قدرت یک انفجار استفاده می‌شود، فشار اضافی آن است؛ مفهومی که ناسا آن را این‌طور تعریف می‌کند: «میزان افزایش فشار نسبت به فشار طبیعی جو که ما را احاطه کرده است (۲۱۱۶ پوند بر فوت مربع / ۱۴.۷ پوند بر اینچ مربع)». بر اساس این معیار، قوی‌ترین شکستن دیوار صوتی ثبت‌شده در سال ۱۹۶۷ توسط جنگنده F-4 فانتوم تولید شد.

قوی‌ترین شکستن دیوار صوتی مربوط به یک آزمایش نیروی هوایی می‌شود

در شرایط معمول پرواز، قوی‌ترین شکستن دیوار صوتی تولید شده توسط هواپیمای F-4 فانتوم حدود ۲۱ پوند بر فوت مربع است. با این حال، نیروی هوایی به‌طور ویژه این جنگنده را تا مرز توانایی‌اش پیش برد تا مشخص شود چه میزان فشار اضافی می‌تواند ایجاد کند. هواپیمای F-4 فانتوم، که یک جت جنگنده سریع و بازنشسته از دهه ۹۰ میلادی است، توانست فشار اضافی چشمگیری معادل ۱۴۴ پوند بر فوت مربع تولید کند، در حالی که تقریباً ۳۰ متر بالای زمین پرواز می‌کرد. این آزمایش حدود ۲۰ سال پس از آن انجام شد که چاک ییگر برای نخستین بار دیوار صوتی را شکست.

در سال‌های بعد، ارتش‌‌ها شروع به بررسی استفاده از شکستن دیوار صوتی به‌عنوان یک سلاح بالقوه کردند که می‌توانست اثرات فیزیولوژیکی و روانی ایجاد کند. اما موضوع تنها به توسعه سلاح محدود نمی‌شد. مسئولان همچنین نگران تأثیر شکستن دیوار صوتی بر بخش‌های تجاری و زندگی روزمره مردم بودند. به هر حال، پرواز عادی فراصوت در صورتی که شکستن دیوار صوتی تهدیدی برای ساختمان‌ها یا افراد حاضر در آن حوالی ایجاد می‌کرد، می‌توانست بسیار خطرناک باشد. به همین دلیل، درک شدت و خطر احتمالی این فشارهای اضافی اهمیت زیادی دارد.

شکستن دیوار صوتی می‌تواند باعث خسارت شود؛ اگرچه به طور معمول اتفاق نمی‌افتد

اولین جت جنگنده مافوق صوت جهان را چه کشوری ساخت؟

پروازهای فراصوت قبلاً باعث خسارت شده‌اند. در اکتبر ۱۹۵۳، پنتاگون نمایش پروازی هواپیمای تازه‌وارد F-100 سوپر سیبر (F-100 Super Sabre) را برگزار کرد. هنگام عبور خلبان از مقابل جمعیت، شش پنجره شیشه‌ای بزرگ و ۲۷ شیشه کوچک‌تر در یکی از ساختمان‌های فرودگاه شکسته شد. خوشبختانه، کسی آسیب ندید.

با اینکه برای آسیب جدی به ساختمان‌ها حداقل فشار اضافی حدود ۱۶ پوند بر فوت مربع لازم است، اما شکستن دیوار صوتی باید بسیار قوی‌تر باشد تا یک تهدید مستقیم برای انسان ایجاد نماید. ناسا برآورد می‌کند که برای آسیب رسیدن به پرده گوش یک نفر حدود ۷۲۰ پوند فشار اضافی لازم است که تقریباً پنج برابر فشار اضافی ایجاد شده توسط رکورد پرواز F-4 فانتوم است. با این حال، امکان ایجاد خسارت وجود دارد: تغییرات سریع فشار مرتبط با فشار اضافی ۲۱۶۰ پوند بر فوت مربع یا بیشتر می‌تواند حتی به ریه‌ی تماشاگران نیز آسیب بزند.

به هر حال، بیشتر پروازهای فراصوت به چنین فشارهایی نمی‌رسند و شکستن دیوار صوتی آن‌ها احتمالاً باعث آسیب قابل توجه به ساختمان‌ها یا افراد نمی‌شود. با این وجود، احتمال ایجاد اختلال صوتی یکی از دلایل اصلی است که پروازهای فراصوت به دقت قانون‌گذاری شده و در برخی مناطق ممنوع هستند. به گفته سازمان هوانوردی فدرال آمریکا، «تمام پروازهای غیرنظامی بالای سرعت ۱ ماخ بر فراز زمین در ایالات متحده ممنوع است.» با این حال، این سازمان می‌پذیرد که در شرایط خاص، با درخواست ویژه، ممکن است اجازه چنین پروازی صادر شود.