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A barreira do som é um dos fenômenos mais marcantes da física do voo e da propagação de ondas. Embora apareça com frequência em filmes de ação e ficção científica, o conceito tem origem em desafios reais enfrentados por cientistas e pilotos desde o início da aviação moderna.
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A ideia nasceu da dificuldade que aeronaves encontravam ao se aproximar da velocidade do som e envolve efeitos aerodinâmicos complexos, estrondos sonoros e alterações bruscas na pressão do ar.
A seguir, explicamos como esse fenômeno funciona, quais marcos históricos marcaram sua superação e por que ele ainda desperta interesse científico e tecnológico.
O que é e como funciona a barreira do som
A barreira do som é o conjunto de efeitos aerodinâmicos que surgem quando um objeto se aproxima da velocidade do som, também chamada de velocidade Mach 1. Essa velocidade varia conforme o meio e a temperatura do ar, mas em condições padrão ao nível do mar chega a aproximadamente 1.224 km/h.
O termo ganhou força durante a Segunda Guerra Mundial, quando pilotos começaram a enfrentar vibrações intensas, perda de controle e aumento súbito de arrasto ao se aproximar dessa marca. Na época, muitos acreditavam que era fisicamente impossível superá-la.
Propagação do som e formação da barreira sônica
A propagação do som ocorre por meio de ondas de pressão que dependem do meio material. No ar, essas ondas avançam em frentes esféricas, transportando energia. Quando um avião voa em regime subsônico, essas ondas se espalham mais rápido que ele.
À medida que o piloto acelera e se aproxima de Mach 1, o avião passa a “alcançar” suas próprias ondas de pressão, que se acumulam à frente da aeronave. Esse acúmulo cria a chamada barreira sônica.
Se a aeronave consegue atravessar esse ponto crítico, entra no regime supersônico. Nesse momento surgem as ondas de choque, que provocam variações bruscas de pressão e densidade do ar ao redor do avião.
Essas ondas são responsáveis pelo famoso estrondo sônico, um barulho intenso que só chega ao observador depois que o objeto supersônico já passou.
Histórico da quebra da barreira do som
O primeiro voo supersônico confirmado
O primeiro voo supersônico controlado e oficialmente confirmado aconteceu em 14 de outubro de 1947, quando o piloto americano Chuck Yeager rompeu a barreira do som no avião experimental Bell X-1. O feito marcou a virada definitiva na compreensão da aerodinâmica transônica e abriu caminho para aviões militares de alta performance.
Tentativas anteriores
Antes disso, pilotos como George Welch, Hans Mutke e Heini Dittmar afirmaram ter atingido Mach 1 durante a guerra, mas não havia instrumentos precisos para confirmar essas velocidades. Muitos erros de leitura ocorriam por causa da compressão do ar nos instrumentos, que registravam valores acima da realidade.
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Evolução dos aviões supersônicos
Nos anos seguintes, aeronaves experimentais e caças de nova geração passaram a superar a velocidade do som com frequência. Paralelamente, o Reino Unido desenvolveu o projeto Miles M.52, que introduziu um estabilizador totalmente móvel. Esse sistema, mais tarde usado em diversos aviões supersônicos, foi essencial para garantir estabilidade na fase crítica entre o voo subsônico e o supersônico.
Marco moderno: o salto de Felix Baumgartner
Décadas depois, em 2012, o austríaco Felix Baumgartner realizou outro marco histórico. Durante um salto de um balão estratosférico a cerca de 39 km de altitude, ele atingiu 1.173 km/h, tornando-se o primeiro humano a romper a barreira do som em queda livre.
Fenômenos associados ao rompimento da barreira
Estrondo sônico
O estrondo sônico é um dos efeitos mais conhecidos da barreira do som. Ele ocorre porque as ondas de choque criadas pela aeronave se espalham pelo solo formando um “cone de Mach”.
Como o avião viaja mais rápido que o som, o barulho só chega ao observador depois da passagem do objeto. Esse estrondo pode causar danos materiais, como rachaduras e quebra de vidraças, dependendo da intensidade, altitude e tamanho da aeronave.
Formação de nuvem de condensação
Outro efeito visual marcante é a formação de uma nuvem ao redor da aeronave no momento crítico de compressão do ar. Essa nuvem surge quando a pressão cai rapidamente ao redor do avião, provocando a condensação do vapor d’água presente na atmosfera. É um indicativo da forte variação de pressão causada pelas ondas mecânicas.
Aumento de arrasto aerodinâmico
Ao se aproximar de Mach 1, o avião enfrenta um aumento abrupto de arrasto, chamado Mach crítico. Esse arrasto extra exige motores mais potentes e aerodinâmica refinada, fatores que limitaram por décadas o avanço da aviação. Com melhorias tecnológicas nos anos 1950, aeronaves militares passaram a cruzar o regime transônico com segurança.
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