Звуки хлопков возникают, как вы знаете, при таких условиях, когда воздушные массы разъединяются, а затем быстро соединяются. Это происходит также при грозах - после того, как молния перегревает воздух, вследствие чего создаётся полу-вакуум. Завихрения воздуха вокруг самолёта, которые могут привести к возникновению звука хлопка, образуются из-за возникновения областей воздуха с разным давлением - перед носовой частью или крылом, с боков носовой части или над и под крылом, и из-за разрежения и затем возрастания давления позади крыла или хвоста самолёта. Обратите, пожалуйста, внимание на эту неравномерность давления, поскольку это - тот же самый механизм, который вызывает раскат грома. Во время грома молния перегревает воздух, который она пронзает, вызывая его расширение вдоль светового канала. После того, как электрический ток прекращается, в воздухе возникает такое состояние, что перегретый воздух распространяется во все стороны от пути прохождения молнии, создавая вокруг него область высокого давления, а после того, как молния проходит, образуется низкое давление. Окружающий воздух перемещается в сторону низкого давления, вследствие чего две массы воздуха ударяют друг в друга и этот удар эхом отдаётся в окрестностях, попадая, в конечном счете, в окна или в барабанные перепонки и получая объяснение как удар грома.
Когда самолеты "преодолевают звуковой барьер", они просто движутся достаточно быстро, чтобы создать турбулентность такой степени, что участки с высоким давлением воздуха, сближаясь с участками со сравнительно низким давлением воздуха, схлопываются, создавая вокруг реверберацию, которая достигает ушей человека. Принцип тот же самый, что и при громе, но причина возникновения турбулентности воздуха - иная. Подобная масса высокого давления может состоять из одной или большого количества таких областей, движущихся по направлению от быстро движущегося самолёта или отражающихся внизу от земли и возвращающихся, чтобы встретить другую массу воздуха высокого давления или поток, поскольку воздушные массы будут двигаться по пути наименьшего сопротивления - по направлению к областям низкого давления за хвостом самолёта и к образующейся сзади воздушной струе. Почему вы употребляете термин "преодолевает" звуковой барьер, а не "достигает" звукового барьера, если звук хлопка продолжает образовываться при любых более высоких скоростях?
Люди рассуждают так: раз непрерывных хлопков при ускорении и подъёме самолёта нет, значит они образуются на низких высотах, и отсутствие хлопков на больших высотах объясняется рассеянием завихрений или, возможно, тем, что воздух более разрежён. Самолёты, летящие достаточно быстро, рассекают воздух, уменьшая вызываемые возмущения, причиной которых при приближении самолёта к моменту возникновения звука хлопка, является сдавливание перед ним воздуха, создание завихрений позади самолёта и разница в давлении вокруг него. У самолётов, скорость которых превышает сверхзвуковую, причин для образования звука хлопка, как вы также хорошо знаете, больше нет. Они быстро пролетают мимо, никем на земле не замечаемые, если только кто-нибудь не посмотрит наверх. Это отсутствие хлопка объясняется тем, что воздушные массы рассекается, а не расталкиваются. Это можно сравнить с рассеканием острым ножом, по отношению к рассеканию ребром вилки. Если лезвие ножа острое как бритва, разрезаемая масса не сдвигается, а тупыми ребрами вилки рассекаемая масса растаскивается взад и вперед, уволакивая за собой назад и вперед всё, что к ней пристало.
Обратите на минуту внимание на звуки, издаваемые большими и малыми барабанами. Звуки большого барабана вызываются вибрациями, распространяющимися на большое расстояние, созданными колебаниями мембраны, которая заставляет двигаться сразу относительно большие массы воздуха, тогда как крошечный барабан может быть едва слышен, поскольку его мембрана перемещает малую воздушную массу, и её вибрации сравнительно быстры. Если вибрация становится достаточно быстрой, ухо вообще её не слышит, поскольку барабанная перепонка не может синхронно колебаться с такой частотой. Аналогично, звуки очень низкой частоты людям не слышны, поскольку нервы, идущие к уху, не приспособлены к вибрации такого периода. Таким образом, повышенная или пониженная частота не замечается как шум того или другого вида, и не рассматривается как звук. Так что же случается после того, как самолёт увеличивает скорость до величины, которую люди ошибочно называют звуковым "барьером"?
Скорость наших кораблей выше скорости ваших сверхзвуковых самолётов, начиная с самого начала их движения. Это настолько же просто, как и перескакивание момента возникновения хлопка.