Como se rompe a barreira do som?

Em 14 de outubro de 1947, sobre o leito seco do lago de Muroc, na Califórnia, uma pequena aeronave laranja foi solta do compartimento de bombas de um B-29 a cerca de 6.000 m de altitude. Seu piloto, o capitão da Força Aérea Charles Yeager, acendeu as quatro câmaras de combustão do motor de foguete em sequência e subiu. A cerca de 13.000 m (43.000 ft), a agulha do machímetro superou o valor 1, e as estações em terra ouviram um estrondo: o Bell X-1 foi a primeira aeronave a voar mais rápido que o som em voo nivelado, a cerca de Mach 1,06, e sem as vibrações destrutivas que muitos engenheiros temiam. O voo, sob propulsão a foguete, durou apenas alguns minutos, mas esclareceu uma questão que havia custado vidas em mergulhos durante a guerra.

O X-1 foi projetado para suportar a faixa transônica, em vez de evitá-la. Sua fuselagem foi modelada a partir de uma bala de calibre .50, uma forma conhecida por ser estável acima da velocidade do som. As asas eram retas, mas incomumente finas, o que retardava a formação de ondas de choque. Um motor de foguete lhe dava um empuxo que não caía em alta velocidade, como ocorre com hélices. Mais importante era o estabilizador horizontal, que podia se mover inteiro: em aeronaves anteriores, o leme de profundidade articulado perdia eficácia quando se formava uma onda de choque na frente dele, e a equipe de Yeager havia descoberto, em voos anteriores, que ajustar o estabilizador inteiro restaurava o controle. Esse recurso se tornou padrão depois em todas as aeronaves supersônicas.

Os aviões supersônicos modernos usam a mesma receita com meios melhores. Turbojatos e turbofans com pós-combustão fornecem empuxo que cresce com a velocidade; asas em flecha ou delta e fuselagens esguias, moldadas segundo a regra da área, mantêm o arrasto transônico controlável; computadores de controle de voo assumem as mudanças de ajuste. Um caça normalmente acelera em um mergulho suave ou voo nivelado em grande altitude através de Mach 1, onde a velocidade do som é menor e o ar mais rarefeito, e a transição é sentida principalmente como uma mudança de ajuste e suavização do fluxo, não como um solavanco. O Concorde levava passageiros por essa transição rotineiramente, acelerando sobre o mar para evitar que as pessoas em terra ouvissem o estampido sônico, a onda de choque que segue qualquer aeronave voando em velocidade supersônica, e que continua sendo o principal obstáculo a voos supersônicos sobre terra.