supersonisk hastighet

Supersonisk hastighet betyr hastighet som er større enn lydens. Begrepet er særlig brukt i forbindelse med supersoniske fly (overlydsfly). Når et fly beveger seg med hastigheter under lydens, vil lydbølgene spre seg i alle retninger – også fremover i luftlaget, men når det kommer opp i lydens hastighet, hoper lydbølgene seg opp foran flyet og danner sjokkbølger. Sjokkbølgene som oppstår ved hastigheter over lydens, kan sammenlignes med usynlige kjegler – vanligvis to stykker – som flyet trekker med seg. Den første og kraftigste utgår fra flyets nese, den andre fra halepartiet. Jo hurtigere flyet beveger seg, jo smalere blir kjeglene, og der kjeglene treffer bakken, høres de karakteristiske lydsmellene. Smellene blir naturligvis kraftigst ved flygning i lav høyde, og energien kan for eksempel få vindusruter til å springe og murpuss til å falle av.

Lydens forplantningshastighet i luften avtar med høyden. Ved havflatenivå er den under normale forhold cirka 340 meter per sekund, et tall som synker til 295 meter per sekund i høyder mellom 11 og 20 kilometer.

M, eller machtall, angir flyets hastighet i forhold til lydhastigheten. Ved 1,0 M beveger flyet seg med lydens hastighet. Ved lavere tall flyr man subsonisk (med underlydshastighet), ved høyere tall supersonisk (med overlydshastighet). Hastigheter mellom 0,7 M og 1,3 M omtales ofte som transsoniske; hastigheter over 5,0 M omtales som hypersoniske.

Allerede i slutten av 1930-årene begynte enkelte hurtige militærfly å nærme seg det transsoniske hastighetsområdet. Hastigheten økte ytterligere som følge av en akselerert flyteknisk utvikling under andre verdenskrig, og så vel under som etter krigen var det flere propelldrevne jagerfly som i langvarige stup begynte å nærme seg 1,0 M. Dermed opplevde man nesten uten unntak at de enten gikk i oppløsning i luften eller gikk i bakken uten styring. Selv flyingeniørene begynte å tro at supersonisk flygning var en umulighet, og uttrykk som lydmuren og lydbarrieren dukket opp i ulike sammenhenger.

I dag vet man at når flyets hastighet begynner å nærme seg lydens, kan luften enkelte steder, for eksempel på vingenes krumme overside, komme opp i 1,0 M. Dermed kan det oppstå lokale sjokkbølger som kan forstyrre den jevne luftstrømmen. Kontrollflater kan settes ut av funksjon, og luftstrømmen bakover mot halen kan bli så turbulent at ikke bare stabiliteten avtar, men hele halepartiet kan riste i filler og falle av. I 1940-årene fantes ikke transsoniske vindtunneler, og i et forsøk på å studere fenomenet valgte ingeniørene innen det amerikanske forsvaret og den sivile forskningsinstitusjonen NACA (National Advisory Committee for Aeronautics) først og fremst å satse på spesialkonstruerte hurtige fly.

Første flygning hurtigere enn lyden skjedde med et av disse eksperimentflyene, det rakettdrevne Bell X-1 den 14. oktober 1947.