ماذا تعرف عن جدار الصوت؟

منذ ظهور طائرات المحركات في بداية القرن الماضي حتى يومنا هذا وهي في تطور متواصل
من ناحية الحجم والكفاءة والسرعة , كانت الطائرات في بداياتها ذات سرعات منخفضة لا تتعدى
مئة كيلومترا في الساعة وازدادت هذه السرعة تدريجيا حتى وصلت في الطائرات الحربية الحديثة إلى ما يزيد عن ثلاثة ألاف كيلومترا في الساعة , والحد الفاصل في سرعة الطائرات هو سرعة الصوت في الهواء حيث تصنف الطائرات بشكل عام إلى طائرات فوق صوتية أو الأسرع من الصوت كما هو حال معظم الطائرات الحربية الحديثة وطائرات تحت صوتية أو التي تقل سرعتها عن سرعة الصوت مثل جميع الطائرات المدنية في وقتنا الراهن باستثناء طائرة الكونكورد والتي كانت هي الطائرة المدنية الوحيدة الأسرع من الصوت ولكنها سحبت من الخدمة عام 2003 بسبب ارتفاع تكاليف تشغيلها وارتفاع مستويات الضجيج التي تحدثها إضافة لتلويثها الزائد للبيئة وعدم توفر الإمكانات الفنية للكثير من المطارات على استقبالها.
يكمن السبب في كون سرعة الصوت الحد الفاصل في عالم السرعة للطائرات في صعوبة تحول الطائرة من سرعة تحت صوتية إلى سرعة فوق صوتية أثناء تحليقها لان ذلك يتضمن اختراق ما يسمى بحاجز أو جدار الصوت فعند ازدياد سرعة الطائرة واقترابها من سرعة الصوت أي سرعة انتشار الصوت في الهواء والتي تتجاوز 1200 كيلومتر في الساعة عند درجة حرارة 15 مئوية يتعرض هيكلها وبدنها الخارجي لارتجاجات عنيفة ومقاومة هائلة من الهواء الذي تصبح جزئياته بمثابة طلقات رصاص تضرب جسم الطائرة من الخارج وترفع درجة حرارته وتتشكل موجة ضغط أشبه بالحاجز تقاوم بعنف محاولة الطائرة لتجاوزها واختراقها ولذلك يطلق عليه اسم حاجز الصوت أو جدار الصوت ولكن عندما تتمكن الطائرة أخيرا من اختراقه بقوة محركاتها وبمساعدة جسمها الانسيابي من الخارج كما هو الحال في الطائرات الحربية ينتج عن ذلك فرقعة شديدة وصوت هائل يشبه صوت الانفجار ويقال أن الطائرة اخترقت حاجز الصوت.
تتعمد الطائرات الحربية أحيانا القيام بذلك على ارتفاعات منخفضة بهدف الإزعاج والتسبب في حالة من الهلع للسكان المدنيين كما يحدث في الحروب وابرز مثال على ذلك ما تقوم به طائرات الحربية الإسرائيلية في أجواء بعض الدول العربية المجاورة لها أحيانا كثيرة كنوع من استعراض القوة والترهيب , أما الطائرات المدنية فتصميم محركاتها وهيكلها لا يمكنها من اختراق حاجز الصوت لذلك فان سرعتها في الغالب تكون دون سرعة الصوت وتقترب من حوالي 1000 كيلومترا في الساعة لبعض أنواع الطائرات المدنية الحديثة في الرحلات الدولية الطويلة.
ولا يزال مصنعي الطائرات يحدوهم الأمل في بناء طائرة مدنية أسرع من الصوت تضاهي في سرعتها الطائرات الحربية الحديثة ولكنها في ذات الوقت اقتصادية في استهلاك الوقود تعيد إلى الأذهان عصر الكونكورد ولكن بتذاكر سفر اقل سعرا بكثير ومتاحة للجميع.
عاهد علي الخطيب
جامعة الملك سعود – الرياض
akhateeb@ksu.edu.sa