¿A qué velocidad un avión rompe la barrera del sonido?

Durante la Segunda Guerra Mundial varios pilotos de cazas en picado, en Spitfire o P-38, notaron que hacia 800-900 km/h los mandos se endurecían o se invertían y el avión vibraba. La prensa habló de una «barrera del sonido», como si el aire se convirtiera en una pared. Lo que ocurría era que, con el avión aún subsónico, el flujo acelerado sobre las alas ya superaba localmente la velocidad del sonido y generaba ondas de choque que desprendían la corriente. Resolverlo exigió un estabilizador horizontal enteramente móvil, alas más finas y motores capaces de empujar a través de la zona transónica. El Bell X-1, un avión cohete con la forma de una bala de 12,7 mm, se lanzó desde un B-29 y el 14 de octubre de 1947 Chuck Yeager registró Mach 1,06 a unos 13.000 m, unos 1.127 km/h. Era la primera vez que se demostraba en vuelo nivelado y con instrumentos.

Un piloto no persigue una velocidad en km/h sino un número de Mach, porque la velocidad del sonido cambia con la temperatura. En la atmósfera estándar vale 340 m/s (1.225 km/h) al nivel del mar y desciende hasta 295 m/s (1.062 km/h) a 11.000 m, donde se estabiliza porque la temperatura deja de bajar. Un avión que marca Mach 1 en el indicador de cabina va, por tanto, unos 160 km/h más lento en altura que junto al suelo. Ese es el motivo de que casi todas las carreras supersónicas se hagan en la estratosfera: se necesita menos velocidad real, la resistencia es menor por la baja densidad y el estampido llega a tierra atenuado.

Los cazas de cuarta generación la superan encendiendo el posquemador, que inyecta combustible en la tobera y puede subir el empuje un 50 % a cambio de multiplicar el consumo. Un F-16 o un F/A-18 pasan Mach 1 en pocos segundos en altura y pueden llegar a Mach 1,8-2. Los de quinta generación, como el F-22, sostienen Mach 1,5 sin posquemador, en supercrucero, y el Eurofighter Typhoon lo hace con carga ligera. Los reactores comerciales quedan lejos de la barrera: cruzan a Mach 0,78-0,85 y sus alas en flecha están pensadas precisamente para retrasar los efectos transónicos. La aviación civil supersónica, con el Concorde retirado en 2003, sigue esperando un avión que haga la travesía a Mach 1,7 sin estampido audible; los proyectos actuales apuntan a la próxima década.