¿A que velocidad los aviones rompen la barrera del sonido?

La barrera del sonido se rompe cuando el avión iguala la velocidad a la que las ondas de presión se propagan en el aire que lo rodea. Esa velocidad depende casi exclusivamente de la temperatura: en aire seco vale unos 331 m/s a 0 °C y crece alrededor de 0,6 m/s por cada grado. A nivel del mar, en la atmósfera estándar de 15 °C, son 340 m/s, unos 1.225 km/h; en un día de verano a 35 °C sube a 352 m/s. En cambio, a 11.000 m, donde el aire está a -56,5 °C, la velocidad del sonido cae a 295 m/s (1.062 km/h). Por eso el número de Mach, el cociente entre la velocidad del avión y la del sonido local, es la referencia que usan los pilotos y los ingenieros, y por eso un caza que vuela a 1.100 km/h es supersónico a gran altura pero subsónico junto al suelo.

Mucho antes de Mach 1, hacia Mach 0,8, el aire que se acelera sobre el extradós del ala ya alcanza localmente la velocidad del sonido y aparecen pequeñas ondas de choque: es el régimen transónico, donde la resistencia se dispara y los mandos pueden perder eficacia. Ese fue el «muro» que sintieron los pilotos de los años cuarenta, no una pared física. Al superar Mach 1 el avión deja atrás sus propias ondas de presión, que se agrupan en un cono de choque: el estampido sónico que se oye en tierra no ocurre una vez «al romper la barrera», sino que acompaña al avión durante todo el vuelo supersónico. La resistencia de onda se mantiene alta, y de ahí que el diseño supersónico recurra a alas en delta o en flecha muy acusada, fuselajes afilados y motores con posquemador.

Los reactores comerciales cruzan a Mach 0,78-0,85 y nunca la alcanzan; un Boeing 787 a 900 km/h y 12.000 m va a Mach 0,85. Los cazas la superan casi siempre en altura y con posquemador: un F-16 pasa Mach 1 a unos 1.060 km/h a 11.000 m y sigue hasta Mach 2. Algunos modelos, como el F-22 o el Eurofighter, pueden mantener el supersónico sin posquemador, el llamado supercrucero. El Concorde, único supersónico de pasajeros con carrera larga, aceleraba a través de Mach 1 sobre el océano, a unos 8.500 m y 1.100 km/h, para no lanzar el estampido sobre zonas habitadas. Y el primer avión que lo hizo de forma documentada, el Bell X-1 de Chuck Yeager, alcanzó Mach 1,06 el 14 de octubre de 1947: unos 1.127 km/h a 13.000 m, una velocidad que a nivel del mar habría sido claramente subsónica.