Sonik Patlama Nedir, Neden Olur? (Sonik Patlama Hakkında Bilinenler)

Ses, bir ortamın taneciklerinin bir dalga kaynağı tarafından titreştirilmesiyle oluşan periyodik bir basınç dalgasıdır. Bu dalgalar kulak tarafından toplanır ve beyinde ses olarak algılanır. Ses dalgaları, deniz seviyesinde ve 20ºC sıcaklıkta 343 m/s hızla yayılır. Sonik patlama, ses dalgalarını oluşturan kaynağın ses suratında veya ses suratından daha hızlı hareket etmesinin bir sonucudur.

Sonik patlamayı anlamak için öncelikle Doppler olayına değinmemiz gerekecek. Doppler olayı kısaca dalga kaynağının hareket etmesi nedeniyle, bir gözlemciye göre dalga uzunluğunun uzaması veya kısalmasıdır. Örneğin bize doğru gelen bir ambulansın yaydığı sesin dalga boyu kısalırken bizden uzaklaşan ambulanstan gelen sesin dalga boyu uzar. Bunun sonucunda ambulans sirenini farklı tonlarda duyarız. Uçakların neden olduğu sonik patlama da Doppler olayıyla yakından alakalıdır. Örneğin ses hızının altında hareket eden bir uçak (I) ses dalgalarının ön tarafta sıkışmasına neden olur.

Uçak ses suratına ulaştığında (II) ise ses dalgaları ses duvarını geçemedikleri için üst üste gelerek birikmeye başlar. Böylece yüksek güçlü bir dalga meydana gelir. Ses hızının aşılması durumunda (III) ise ses dalgaları bir koni şeklinde yayılır buna Mach konisi denir. Ses suratına verilen ad 1 Mach’tır. Ses suratında veya üstünde hareket edilmesinin sonucunda sıkışan ses dalgaları uçağın gerisinde bir bulut gibi gözüken yüksek basınç alanını oluşturur, bu da gözlemciler tarafından sonik patlama olarak duyulur.

Sonik patlama etrafa zarar verebilecek kadar güçlü ve çok gürültülüdür. Süpersonik yani ses hızınını geçebilen ilk yolcu uçakları 1960’ların sonlarına doğru ortaya çıkan Tupolev Tu-144 ve Concorde’dur. Her ne kadar bu uçaklar günümüzde hizmet vermese de yakın gelecekte süpersonik süratlerde yolculuk yapmak tekrar mümkün olacak gibi görünüyor. NASA 2020’ye kadar daha az gürültü çıkaran ve daha az yakıt harcayan X-Plane ismini verdiği süpersonik uçakları uçuşa hazır hale getirmeyi hedefliyor.