INTRODUZIONE ALLA BARRIERA SONICA

^{Con opportuni accorgimenti riesce materialmente possibile osservare l'andamento della corrente fluida intorno al corpo. Si nota che la corrente aerea si deforma già a monte del corpo; se ne deduce che le molecole d'aria che vengono a contatto con il corpo e sono da questo spostate trasmettono tale moto di scostamento alle molecole contigue e così via, in modo che la massa di aria nei dintorni del corpo assume un andamento determinato dalla forma del corpo stesso. La trasmissione di questi "avvisi" di scostamento, come di ogni piccola variazione di pressione in seno all'aria, avviene grazie alla velocità propria di agitazione delle molecole stesse (quella del moto browniano) e sempre in modo analogo alla propagazione del suono. In altre parole, si può dire che le molecole d'aria, dotate di una propria superiore mobilità rispetto al velivolo, all'avvicinarsi di questo hanno tempo e modo e luogo per scansarsi opportunamente e fargli posto senza ammassarsi, e senza che subisca sensibili alterazioni la locale densità dell'aria. Inevitabilmente è necessario un lavoro per spostare una massa d'aria in quiete: la quale massa perciò presenterà sempre una certa resistenza all'avanzamento (resistenza aerodinamica del genere di inerzia) determinabile in funzione della velocità e della forma e dimensione del corpo. Si constata che la resistenza cresce con il crescere della velocità, e in modo regolare fino alle velocità dell'ordine di quella del suono. Poi però aumenta bruscamente e irregolarmente assumendo valori elevatissimi. Questo avviene perché le molecole d'aria (dotate come si è detto di una propria determinata mobilità), al sopraggiungere di un corpo più veloce di loro non fanno più a tempo a scansarsi e a trasmettere gli avvisi di spostamento alle molecole contigue. Vengono bensì urtate, spinte e strette l'una contro l'altra bruscamente, come "investite": in altre parole si determina localmente una vera e propria "compressione" o "condensazione" dell'aria (la compressione di un gas consiste appunto nell'obbligarne le molecole a diminuire le distanze medie reciproche, ad ammucchiarsi, in modo che la massa gassosa aumenti di densità essendo "costretta" in un volume minore a quello che essa assumerebbe a quella temperatura con le molecole libere). Si sa che la compressione esige uno sforzo notevole, necessario appunto per vincere la reazione delle forze molecolari dell'aeriforme. E' questa nuova specie di resistenza, detta precisamente di compressione, di valore molto maggiore di quella semplice di inerzia prima considerata, che incontra un corpo quando si muove nell'aria alla velocità del suono (o a velocità superiori, ovviamente). Allo scopo di rendere ben comprensibile il fenomeno ora rapidamente descritto ricorriamo ad un paragone, molto arbitrario ma di una qualche efficacia positiva. Immaginiamo che un vasto spazio, per esempio una grande piazza, sia occupata da un gran numero di pedoni che si muovono in diverse posizioni conservando ciascuno una certa libertà di movimento (supponiamo che la densità media risulti di circa un uomo per metro quadrato). Ciascun uomo sia dotato di una propria velocità massima di spostamento, per esempio di circa 10 chilometri/ora. Vediamo che succede quando un autoveicolo attraversa la piazza. Se la sua velocità é molto bassa, per esempio di circa 6 chilometri/ora, i pedoni - dotati come abbiamo detto di una "propria" mobilità dell'ordine di 10 chilometri/ora - fanno a tempo a scansarsi, a spostarsi lateralmente, a far posto all'autoveicolo avanzante, pur essendone sfiorati e provocando per questo una piccola resistenza di attrito. L'autoveicolo subirà in definitiva un minimo rallentamento e potrà procedere senza eccessive difficoltà.  Ma se la velocità dell'autoveicolo é sensibilmente superiore ai 10 chilometri/ora, i pedoni si troveranno addosso la macchina prima che abbiano fatto in tempo a scansarsi (data la loro inferiore "mobilità") sicché verranno urtati con violenza, stretti repentinamente l'uno contro l'altro, compressi, travolti; e l'autoveicolo incontrerà di colpo una eccezionale resistenza, costituita dall'ostacolo opposto dai pedoni così investiti. La situazione é dunque decisamente cambiata con il superamento di un determinato limite di velocità (10 Km/h). Si osserva ancora che il fenomeno cui si é accennato, di urto e investimento di pedoni, si verificherebbe ovviamente anche a bassa velocità se i pedoni anziché liberi in una vasta area si trovassero confinati in uno spazio ristretto, per esempio in un vicolo chiuso. L'analogia della sorte dei pedoni con quella delle molecole di aria appare abbastanza evidente, pensando che anche in una pompa di bicicletta spingendo lo stantuffo l'aria si comprime opponendo notevole resistenza. Si conclude che alle velocità soniche, in seguito al verificarsi di una locale compressione dell'aria si determina una resistenza di compressione o d'onda diversa dalla resistenza d'inerzia o di strisciamento. L'ostacolo aerodinamico rappresentato da questa "altissima resistenza di compressione" è denominato "barriera sonica" o "muro dei suono". L'aver parlato soltanto ora di "comprimibilità" dell'aria non vuol dire - ovviamente - che l'aria normalmente non sia da considerarsi un fluido comprimibile (tutti sanno che lo é): significa bensì che alle velocità iposoniche lontane da quella del suono non si verifica una automatica compressione aerodinamica davanti al corpo che avanza nel libero spazio.}