Ljudvallen är seg som sirap

Nej, men du är inne på rätt spår. Det som påverkas är accelerationen. Då flygplanet närmar sig ljudfart krävs mer och mer kraft från motorerna för att det ska fortsätta accelerera. Generellt gäller att luftmotståndet mot ett flygplan blir större ju fortare det flyger. Denna ökning är dock mycket kraftigare vid farter i närheten av ljudhastigheten. Vid högre och lägre hastigheter ökar luftmotståndet långsammare. En viss ökning av kraften från motorerna leder alltså till mycket blygsammare fartökning i närheten av ljudhastigheten än vid andra hastigheter. För ett modernt trafikflygplan är det från cirka Mach 0,9 (det vill säga 90 procent av ljudhastigheten) och en bit över Mach 1 som luftmotståndet ökar på detta branta sätt.

Vad beror då detta på? Jo, flygplan får sin lyftkraft genom att vingens form tvingar luften att strömma fortare på ovansidan, varvid ett undertryck bildas. Att luften strömmar fortare innebär att överljudsströmning uppstår lokalt på vingens ovansida, även om flygplanets fart är en bit under Mach 1. När denna luft vid vingens bakkant återgår till underljudsfart uppstår en så kallad stöt (shock med engelsk terminologi) – en front av ljudvågor som ”hunnit ikapp” varandra. Denna stöt innebär en kraftig lokal tryckökning som förändrar aerodynamiken runt vingen. Detta är den dominerande anledningen till att luftmotståndet ökar kraftigt vid hastigheter i närheten av Mach 1.

/Arne Karlsson, universitetslektor inom flygteknik, KTH