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La barrera del sonido no existe

Rescatamos otro artículo escrito por Carlos Alberto Carcagno en los desaparecidos Foros de Batiburrillo. Nos habla de los aviones y de como han y siguen alcanzando grandes velocidades.

La barrera del sonido no existe

Muchas personas creen que la barrera del sonido es algo así como un objeto físico y el característico “¡bang!” o “¡blum!” que se oye a veces corresponde a su rotura. Nada de esto es cierto. Cuando los aviones no podían desarrollar velocidades próximas a la del sonido se habían estudiado las leyes de la aerodinámica, pero nadie sabía que éstas cambian notablemente al llegar a la velocidad del sonido.

Por ejemplo, en un avión subsónico el centro de gravedad o baricentro, o sea, el punto en donde puede ubicarse una fuerza que denominamos peso del aeroplano, está en una misma línea con respecto a las fuerzas de sustentación que surgen en cada ala. (En realidad, en un mismo plano; uno que corta al avión dejando imaginariamente dos pedazos: el que contiene a la nariz y el que tiene a la cola). El avión queda entonces en equilibrio como el fiel de una balanza, con la ayuda, claro está, de la emplumadura de cola. El plano de sustentación o de portabilidad está groseramente en el primer cuarto del perfil del ala, como ya dije, con el centro de gravedad como uno de sus puntos.

Cuando la velocidad se acerca a la del sonido el centro de gravedad no cambia de lugar, pero sí la ubicación de las fuerzas que elevan el avión. Éstas se dirigen aproximadamente al medio del perfil alar. Tenemos dos fuerzas en sentidos opuestos, el peso hacia abajo y la sustentación hacia arriba, aplicadas en planos distintos, formando algo similar a dos niños en un sube y baja. Los físicos llaman a esto una cupla, y produce que repentinamente el aeroplano caiga en picado cuando alcanza la velocidad del sonido. Esto se corrige generalmente inclinando el timón de profundidad de tal forma que pueda generar una fuerza opuesta a la que tiende a bajar la nariz del avión. Pero antes de que se descubriera la razón por la que esto ocurría hubo más de un susto, pérdidas materiales y hasta lamentables derramamientos de sangre.

Las alas de los aviones subsónicos eran generalmente rectas y el doble de gruesas que las que posteriormente se mostraron aptas para el vuelo supersónico. Además de ser más finas, las alas supersónicas son más pequeñas y están inclinadas hacia atrás o tienen forma triangular o de letra delta mayúscula. Se produjo el inconveniente de que esas alas no sostenían al avión a las velocidades normales de aterrizaje y es impensable que un aparato toque tierra a mil kilómetros por hora. Por ejemplo, la velocidad de pérdida de un avión Mirage III C es de 450 km/h, esto es, que a esa velocidad las alas no generan suficiente fuerza como para levantar el aparato; de tal forma que un Mirage despega y aterriza a algo más de 450 km/h. Si la velocidad es menor a 450 km/h, simplemente, se cae como un bloque de plomo.

Cuando todo esto estaba en experimentación y la ignorancia reinaba sobre los ingenieros y técnicos, cada vez que se solucionaba o parecía solucionarse un problema aparecía otro u otros más difíciles. El avión comenzaba a vibrar o se encabritaba como un potro salvaje, había problemas de elevación excesiva de temperatura, de resistencia de estructuras, etc. Todo este cúmulo de dificultades y fracasos consecutivos crearon una expresión entre los técnicos: que había “una barrera del sonido” que ellos no podían franquear. Pero al decir de Miguel de Unamuno (1.864 – 1.936): “El modo de dar en el clavo una vez es dar en la herradura cien veces.” Ellos perseveraron a pesar de sus fracasos y “la barrera fue rota o traspasada”. Esa barrera fue una forma metafórica de hablar acerca del “monstruo” que tenían que enfrentar; al principio parecía invencible.

Pero, ¿qué es, entonces, ese sonido real que rompe vidrios y raja paredes?

Cuando un avión enciende su motor y permanece inmóvil, las ondas sonoras se alejan de él siguiendo un patrón esférico. Si hiciéramos un corte en la esfera, se vería parecido a las ondas que se esparcen en un estanque al tirar una piedra.

Si el avión comienza a moverse, su nariz se acerca a las ondas que van por delante de él y se aleja de las que están en el sentido contrario al movimiento; de manera que las de adelante de la nariz se comprimen y las traseras se separan. La forma ya no es esférica sino que se parece a la de un balón de rugby. A medida que la velocidad crece este elipsoide se estira y afina cada vez más, hasta que cuando llega a la velocidad del sonido se crea un cono que tiene el vértice en la punta de la nariz del avión. Las ondas sonoras que emite el motor no pueden escapar de este cono y se dirigen hacia atrás, con un corte parecido a la estela de un barco.

Si ese cono corta la superficie terrestre, se produce un frente de brusco cambio de presión en el aire. En el momento que ese frente atraviesa un lugar es cuando se oye repentinamente el estampido sónico. Los aviones militares tratan de volar de tal forma que ese cono no cause efectos en lugares poblados. Al principio no se sabía cómo hacerlo, pero ahora no es común escuchar un estampido sónico como antes. En caso de un combate real, estas precauciones no podrán ser respetadas como en tiempos de paz.

Ahora –y desde hace tiempo- se habla de “la barrera del calor”, el siguiente gran problema, pero tampoco existe un objeto real que constituya la barrera, sino que es también la expresión de la dificultad enorme y, por ahora, insalvable que tienen los ingenieros aeronáuticos para mantener ciertas velocidades sin que el avión se derrita.
Cuando pasen esa barrera, veremos si hay algún efecto sensible como el estampido sónico, aunque me atrevería a decir que no habrá ninguno.

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fabriciano

Amante de la informática y de Internet entre otras muchas pasiones. Leo, descifro, interpreto, combino y escribo. Lo hago para seguir viviendo y disfrutando. Trato de dominar el tiempo para que no me esclavice.

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