Sự thật sau bức ảnh nổi danh về tiếng nổ siêu thanh

Bức ảnh gắn liền với tiếng nổ siêu thanh và đoạt nhiều giải nhất trong các cuộc thi ảnh thực chất mô tả một hiện tượng khác.

Theo Popular Mechanics, bức ảnh nổi tiếng ghi lại cột nước hình nón sau đuôi máy bay F-18 do nhiếp ảnh gia nghiệp dư Ensign John Gay thuộc Hải quân Hoa Kỳ chụp vào tháng 7/1999. Cho đến nay, đám mây hình nón trong bức ảnh vẫn được giải thích là do tiếng nổ siêu thanh, một loại tiếng nổ kèm sóng xung kích, sinh ra khi một vật thể di chuyển ở tốc độ nhanh hơn tốc độ âm thanh (1.225km/h).

Bức ảnh đã giúp Gay vượt qua hơn 42.000 tác phẩm khác và đoạt giải nhất lĩnh vực Khoa học Công nghệ trong khuôn khổ Giải thưởng Ảnh báo chí Thế giới (World Press Photo Awards). Bức ảnh cũng được Hiệp hội Nhiếp ảnh gia Mỹ trao tặng giải nhất trong cùng năm.

Đám mây hình nón tạo ra từ sự bay hơi do dòng chảy. (Ảnh: Ensign John Gay).

Theo Atlas Obscura, hiện tượng mà Gay chụp được là "sự bay hơi do dòng chảy" (flow-induced vaporization) và bức ảnh không thể hiện tiếng nổ siêu thanh. Hiện tượng bay hơi do dòng chảy xảy ra khi một vật thể di chuyển nhanh tạo ra sự ngưng tụ và làm biến dạng không khí ở xung quanh.

"Đó không phải là hiệu ứng của việc phá vỡ rào cản âm thanh huyền thoại", Peter Coen, quản lý dự án siêu âm thanh của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) tại Trung tâm Nghiên cứu Langley, Virginia, khẳng định. Coen sử dụng từ "huyền thoại" bởi trước khi Chuck Yeager lần đầu tiên lái máy bay vượt qua tốc độ âm thanh ngày 1/3/1947, nhiều người tin rằng rào cản âm thanh gây ra một lực làm vỡ vụn máy bay.

Theo Sally Bane, giáo sư trợ giảng khoa Hàng không và Du hành Vũ trụ ở Đại học Purdue, Mỹ, ngoài tốc độ cao, nhiều yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến việc xuất hiện đám mây hình nón như hình dáng máy bay và độ ẩm không khí.

Do hình dáng máy bay bao gồm những đường cong, sóng hình thành trên thân chiếc F-18 bay nhanh sẽ dẫn dòng chảy không khí quanh nhiều bề mặt. Chiếc máy bay va chạm với đợt sóng xung kích đầu tiên, kéo theo áp suất không khí và nhiệt độ tăng. Sau đó, sóng giãn nở hình thành quanh cánh máy bay, khiến áp suất không khí và nhiệt độ giảm mạnh. Cuối cùng, một đợt sóng xung kích khác sinh ra ở đuôi máy bay.

Nếu không có đủ độ ẩm trong không khí, chúng ta không thể quan sát những thay đổi này. Nhờ độ ẩm cao, hơi nước sẽ ngưng tụ, cho phép hình thành một đám mây trong lúc sóng giãn nở hạ thấp áp suất. Đám mây sẽ nhanh chóng biến mất khi va chạm đợt sóng xung kích thứ hai, tạo ra cột hơi nước hình nón như trong bức ảnh của Gay.

Từ khóa liên quan:

máy bay F-18

tiếng nổ siêu thanh

đám mây hình nón

rào cản âm thanh

sự bay hơi do dòng chảy

flow-induced vaporization

Peter Coen

Ensign John Gay