source ponctuelle émettant des fronts sphériques tout en augmentant sa vitesse linéairement avec le temps. Pendant de courtes périodes, l’effet Doppler est visible. Lorsque v = c, le boom sonore est visible. Lorsque v > c, le cône de Mach est visible.
le son d’une flèche sonique dépend en grande partie de la distance entre l’observateur et la forme de l’avion produisant la flèche sonique. Un boom sonore est généralement entendu comme un double « boom » profond car l’avion est généralement à une certaine distance., Le son ressemble beaucoup à celui des bombes de mortier, couramment utilisées dans les feux d’artifice. C’est une idée fausse commune qu’un seul boom est généré pendant la transition subsonique à supersonique; au contraire, le boom est continu le long du tapis de boom pendant tout le vol supersonique. Comme le dit un ancien pilote du Concorde, » vous n’entendez rien à bord. Tout ce que nous voyons, c’est l’onde de pression qui descend de l’avion – elle donne une indication sur les instruments. Et c’est ce que nous voyons autour de Mach 1. Mais nous n’entendons pas le boom sonore ou quelque chose comme ça., C’est un peu comme le sillage d’un navire – c’est derrière nous. »
en 1964, la NASA et la Federal Aviation Administration ont commencé les tests de boom sonique D’Oklahoma City, qui ont causé huit booms soniques par jour sur une période de six mois. Des données précieuses ont été recueillies à partir de l’expérience, mais 15 000 plaintes ont été générées et ont finalement empêtré le gouvernement dans un recours collectif, qu’il a perdu en appel en 1969.
les booms soniques étaient également une nuisance dans le nord des Cornouailles et le nord du Devon au Royaume-Uni, car ces zones se trouvaient sous la trajectoire de vol du Concorde., Les fenêtres sonneraient et, dans certains cas, le « torching » (pointant sous les ardoises du toit) serait délogé par la vibration.
Il y a eu des travaux récents dans ce domaine, notamment dans le cadre des études sur la plate-forme supersonique silencieuse de la DARPA. Les recherches menées par des experts en acoustique dans le cadre de ce programme ont commencé à examiner de plus près la composition des booms sonores, y compris le contenu de la fréquence. Plusieurs caractéristiques de l’onde « n » sonique traditionnelle peuvent influencer la façon dont elle peut être perçue par les auditeurs au sol., Même les ondes N fortes telles que celles générées par Concorde ou les avions militaires peuvent être beaucoup moins répréhensibles si le temps de montée de la surpression est suffisamment long. Une nouvelle mesure est apparue, connue sous le nom de volume perçu, mesurée en PLdB. Cela prend en compte le contenu de la fréquence, le temps de montée, etc. Un exemple bien connu est le claquement de doigts dans lequel le son « perçu » n’est rien de plus qu’un ennui.
La gamme d’énergie de sonic boom est concentrée dans le 0.,Gamme de fréquences 1-100 hertz qui est considérablement inférieure à celle des avions subsoniques, des coups de feu et de la plupart des bruits industriels. La durée de Sonic boom est brève; moins d’une seconde, 100 millisecondes (0,1 seconde) pour la plupart des avions de chasse et 500 millisecondes pour la navette spatiale ou le Concorde jetliner. L’intensité et la largeur d’une trajectoire de flèche sonique dépendent des caractéristiques physiques de l’aéronef et de la façon dont il est exploité. En général, plus l’altitude d’un aéronef est élevée, plus la surpression au sol est faible., Une plus grande altitude augmente également la propagation latérale de la flèche, exposant une zone plus large à la flèche. Cependant, les surpressions dans la zone d’impact de la flèche sonique ne seront pas uniformes. L’intensité de la flèche est la plus élevée directement sous la trajectoire de vol, s’affaiblissant progressivement avec une plus grande distance horizontale de la piste de vol de l’aéronef. La largeur au sol de la zone d’exposition de la flèche est d’environ 1 mille terrestre (1.,6 km) pour chaque 1 000 pieds (300 m) d’altitude (la largeur est environ cinq fois l’altitude); c’est-à-dire qu’un avion volant supersonique à 30 000 pieds (9 100 m) créera une propagation latérale de la flèche d’environ 30 milles (48 km). Pour un vol supersonique régulier, la flèche est décrite comme une flèche de tapis car elle se déplace avec l’avion car elle maintient la vitesse et l’altitude supersoniques. Certaines manœuvres, plongée, accélération ou virage, peuvent provoquer la mise au point de la flèche. D’autres manœuvres, telles que la décélération et l’escalade, peuvent réduire la force du choc. Dans certains cas, les conditions météorologiques peuvent fausser les booms sonores.,
selon l’altitude de l’avion, les booms soniques atteignent le sol 2 à 60 secondes après le survol. Cependant, toutes les flèches ne sont pas entendues au niveau du sol. La vitesse du son à n’importe quelle altitude est fonction de la température de l’air. Une diminution ou une augmentation de la température provoque une diminution ou d’une augmentation de la vitesse du son. Dans des conditions atmosphériques standard, la température de l’air diminue avec l’augmentation de l’altitude. Par exemple, lorsque la température au niveau de la mer est de 59 degrés Fahrenheit (15 °C), la température à 30 000 pieds (9 100 m) tombe à moins 49 degrés Fahrenheit (-45 °C)., Ce gradient de température aide à plier les ondes sonores vers le haut. Par conséquent, pour qu’une flèche atteigne le sol, la vitesse de l’aéronef par rapport au sol doit être supérieure à la vitesse du son au sol. Par exemple, la vitesse du son à 30 000 pieds (9 100 m) est d’environ 670 milles à l’heure (1 080 km/h), mais un aéronef doit parcourir au moins 750 milles à l’heure (1 210 km/h) (Mach 1,12, où Mach 1 est égal à la vitesse du son) pour qu’une flèche soit entendue au sol.
La composition de l’atmosphère est également un facteur., Les variations de température, l’humidité, la pollution atmosphérique et les vents peuvent tous avoir un effet sur la perception d’un boom sonore au sol. Même le sol lui-même peut influencer le son d’un boom sonore. Les surfaces dures telles que le béton, la chaussée et les grands bâtiments peuvent provoquer des réflexions qui peuvent amplifier le son d’un boom sonore. De même, les champs herbeux et le feuillage abondant peuvent aider à atténuer la force de la surpression d’un boom sonore.
Actuellement, il n’existe pas de normes acceptées par l’industrie pour l’acceptabilité d’un boom sonore., Cependant, des travaux sont en cours pour créer des mesures qui aideront à comprendre comment les humains réagissent au bruit généré par les booms sonores. Tant que de tels paramètres ne pourront pas être établis, soit par des études plus poussées, soit par des essais de survol supersonique, il est douteux qu’une législation soit adoptée pour supprimer l’interdiction actuelle du survol supersonique en vigueur dans plusieurs pays, dont les États-Unis.