Tajemniczy huk z polskich F‑16. Wyjaśniamy jego pochodzenie

Wieczorem 22 sierpnia w okolicy Radomia mieszkańcy poinformowali media o dwóch przerażających hukach. Jak się okazało, zostały one wywołane przez parę polskich samolotów F-16. Wyjaśniamy, czym jest grom dźwiękowy.

Wybuchy, które usłyszeli mieszkańcy Radomia i okolic to nic innego jak grom dźwiękowy, wywołany w tym przypadku przez parę polskich samolotów F-16. Leciały one w kierunku niezidentyfikowanego intruza, który naruszył polską przestrzeń powietrzną. Jest to rutynowe działanie w przypadku wykrycia naruszenia przestrzeni powietrznej przez obcy samolot lub śmigłowiec.

Podczas pokoju wojskowe samoloty mają zalecenia dotyczące lotu z prędkością poddźwiękową, aby nie powodować dyskomfortu wśród mieszkańców. W tym przypadku piloci jednak przekroczyli barierę dźwięku, która w zależności od temperatury jest zmienna.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Grom dźwiękowy (w języku angielskim znany jako "sonic bomb") to zjawisko przesunięcia dźwięku generowane przez samoloty lub inne obiekty poruszające się z prędkościami porównywalnymi do prędkości dźwięku w danym środowisku (np. w powietrzu).

Dźwięk jest falą mechaniczną, która rozchodzi się poprzez środowisko, takie jak powietrze, a jej prędkość jest zależna od temperatury. W przypadku np. 20 stopni Celsjusza jest to około 343 m/s.

Kiedy samolot lub np. wystrzelony z karabinu pocisk porusza się szybciej niż ta prędkość dźwięku, to "dogania" on fale dźwiękowe, które sam wytwarza. W wyniku tego dochodzi do ich skumulowania w jednym punkcie, co wywołuje gwałtowny wzrost ciśnienia powietrza, który odbiera się jako charakterystyczny huk. Jeśli samolot porusza się szybciej niż prędkość dźwięku, tworzy on fale uderzeniowe, które mają formę stożków złożonych z fali uderzeniowej i tzw. "fali cienia". W centrum tego stożka znajduje się obszar o zwiększonym ciśnieniu, co powoduje nagłe zwiększenie głośności dźwięku, czyli właśnie słyszalny huk.

Po przejściu fali uderzeniowej następuje obszar o spadku ciśnienia, nazywany "falą cienia", gdzie dźwięk jest mniej słyszalny. Przesunięcie dźwięku jest znacznie bardziej zauważalne w powietrzu niż na przykład w wodzie, ponieważ prędkość dźwięku w powietrzu jest znacznie niższa niż w wodzie. Dlatego też przekroczenie prędkości dźwięku generuje charakterystyczny efekt huku tylko w atmosferze.

Fala uderzeniowa w małej odległości od poruszającego się z prędkością naddźwiękową obiektu ma charakter destrukcyjny, który jednak słabnie wraz z odległością. Ten jednak może doprowadzić do rozbicia szyb w oknach domów nawet z wielu km, więc ograniczenia co do lotów z prędkością naddźwiękową nie dziwią.

Ograniczenia w prędkości przelotowej dotyczyły też legendarnego samolotu pasażerskiego Concorde, który dopiero swoją prędkość Mach 2 (dwukrotność prędkości dźwięku) mógł osiągnąć dopiero nad Atlantykiem podczas gdy nad lądem latał z prędkością poddźwiękową jak każdy inny samolot.