¿Qué es ese cono que aparece cuando un avión rompe la barrera del sonido?

Seguramente lo hayas visto varias veces, un avión rompe la barrera del sonido y deja atrás como un cono neblinoso. Es un fenómeno que mucha gente conoce, pero ¿Por qué ocurre?

Para responder a esa pregunta, tendremos que hacer un breve ejercicio de historia. Todo comienza con los hermanos wright, a los principios de la aviación, cuando consiguieron hacer un vuelo de unos segundos. Desde ese punto, el ser humano ha ido intentando ir más rápido.

La cosa es, que a pesar de todos los avances en este campo, pronto llegaron a una velocidad de la que parecía que no podían pasar, y dado que estaba muy cerca de los 340 metros por segundo (la velocidad a la que se mueve el sonido) le dieron el nombre de la barrera del sonido. Además, algunas teorías de la epoca decían  que el aire era incompresible, lo que vendría diciendo que, cuanta más velocidad, más resistencia hasta llegar a una hipotética resistencia infinita, para la cual, haría f alta un motor con potencia inifita, lo cual es imposible.

Eso viene siendo la singularidad de Prandtl-Glauert. Sin embargo, como ahora sabemos, el aire sí se comprime, y de hecho, una vez que se supera la barrera del sonido, esa resistencia no sólo deja de crecer, sino que va decreciendo cada vez más.

Entonces, cuando un avión se mueve a velocidades subsónicas, las ondas se mueven tanto por delante; pues el sonido es más rápido; como por detrás. Pero cuanto más se acerca a la velocidad del sonido, las ondas, dicho de mala manera, tienen menos tiempo para viajar por delante de este, y se forma un cono de presión. Las ondas de sonido se comprimen delante de él y se expanden por detrás. Cuanto más aumente la velocidad, más afilado se volverá, que es lo que viene siendo conocido como el cono de Mach.

Cuando la barrera de choque es "rota", hay un cambio de presión muy brusco y toda la energía acumulada en la punta del cono se libera, y provoca la explosión. Esa brusca caída de presión, densidad y temperatura, hace que la humedad que hay en el aire se condense, y se forme el cono. Cuando desaparece esa variación brusca de presión, todo vuelve a la normalidad, y el cono se desvanece.

¿Se necesita romper la barrera del sonido para ver el cono? Pues normalmente coinciden, pero si la humedad es muy alta, puede aparecer en vuelos subsónicos.