¿Por qué es visible el boom sónico?

Answer 1

Mira la imagen de abajo:

Lo que ves aquí es una nube de agua condensada y esto se llama cono de vapor . En aeronáutica, el transónico es un régimen de vuelo en el que el flujo de aire sobre ciertas áreas de la estructura de la aeronave es igual o mayor que la velocidad del sonido (Mach 1), mientras que es menor que Mach 1 en otras áreas. Cuando un avión vuela a velocidades transónicas, se produce un proceso conocido como Ventilador de expansión Prandtl-Meyer . El ventilador de expansión Prandtl-Meyer, también llamado ventilador de expansión supersónico, es un proceso de expansión que ocurre cuando el flujo supersónico encuentra una esquina convexa. Conduce a un número infinito de Mach Waves para divergir de esa esquina. Las ondas Mach son un fenómeno complejo de entender, pero para nuestra discusión es suficiente saber que son ondas de presión de muy alta velocidad . Este repentino aumento localizado en la velocidad causa una disminución en la presión. Esta disminución de la presión a su vez provoca una caída en la temperatura ambiente. Si las condiciones atmosféricas son correctas, con suficiente humedad en el aire, la temperatura cae al punto de rocío. El punto de rocío es la temperatura a la cual el vapor de agua en el aire se condensa en gotas de agua. El cono de vapor que ves son estas gotas de agua.

Este fenómeno no solo ocurre con los aviones. Ocurre con transbordadores espaciales, cohetes y cualquier objeto que sea capaz de alcanzar velocidades transónicas. La razón por la que lo ves en una forma tan bien definida es por el patrón en el que las ondas de Mach divergen como parte del ventilador de expansión supersónico. Además, es posible que veas múltiples conos de vapor, dependiendo del número de áreas en la estructura de la aeronave en las que el flujo supersónico encuentre una esquina convexa.

Answer 2

Cuando hay una explosión sónica, hay una onda de choque asociada, que cambia las propiedades del fluido para dejar pasar el objeto más rápido que la velocidad del sonido. Por lo tanto, las diferentes propiedades del fluido, la velocidad del sonido, la densidad, la velocidad de la luz … y la refracción en la interfaz son evidentes.

Answer 3

El frente de onda del boom sónico es visible porque la compresión extrema cambia el índice de refracción del aire. Es similar a la forma en que el aire caliente de una llama hace que la vista a través de ella brille.

Aquí hay una foto del auto récord de velocidad terrestre Thrust SSC en o cerca de Mach 1 en 1997. Las distorsiones de la onda de choque en el aire son claramente visibles.