Літак летить з надзвуковою швидкістю. Льотчик знаходиться в носовій частині фюзеляжу A (рис. 75), двигуни # 150; на площинах, в точках B і C. Чи може льотчик чути звук двигунів свого літака?
Мал. 75. Схема утворення хвильового фронту
# 150; Не може! # 150; в один голос запевняють все, що вирішують цю задачу. # 150; Ми вже знаємо з завдання про плавців і хвилях (та й без вашого завдання ми це знали), що при польоті з надзвуковою швидкістю звук двигуна можна почути тільки всередині конуса, що має вершиною положення двигуна і розташованого позаду двигуна. Два двигуна дають два конуса, заповнених звуком (B1BB2 і C1CC2 на рис. 75). Льотчик знаходиться поза цими конусів і, отже, не може чути звук двигунів. Але запитайте-но пілота надзвукового літака, і він вам скаже, що звук двигунів прекрасно чути. Тільки не питайте його # 150; чому, а постарайтеся пояснити самі.
Звук може поширюватися не тільки по повітрю, але і по корпусу літака. Швидкість звуку в повітрі # 150; близько 330 м / с, в дюралюмінієвої обшивці літака # 150; близько 5000 м / с. Не поспішайте з висновками! Льотчик чує звук не тому, що швидкість літака нижче швидкості звуку в дюралі! Навіть при швидкості літака більше 5000 м / с звук буде чути.
Справа в тому, що між повітрям, як середовищем, в якій поширюється звук, і корпусом літака є істотна різниця. Повітря, нерухомий відносно Землі, рухається відносно джерела звуку (двигуна) і приймача звуку (льотчика); корпус ж літака нерухомий щодо джерела і приймача звуку. Тому звук, що поширюється в повітрі, несеться разом з повітрям назад, не досягаючи льотчика; звук, що поширюється в корпусі літака, йде по корпусу точно так же, як він йшов би в корпусі нерухомого літака. Таким чином, звук досягне льотчика по корпусу при будь-якій швидкості літака *.
Зауважимо, що оскільки літак наповнений повітрям, який рухається разом з ним, то з цього внутрішнього, нерухомому щодо літака повітрю звук також може досягти кабіни. Звідси, до речі сказати, випливає, що навіть в космічному кораблі, що летить зі швидкістю, набагато більшої швидкості звуку в повітрі і дюралі, звук працюючих двигунів буде досягати всіх відсіків корабля, в тому числі і носового.
Інша справа, якщо летить поруч пара надзвукових літаків. Єдиною акустичним середовищем, що зв'язує їх, є підноситься тому повітря. В цьому випадку почути звук сусіднього літака неможливо. Для цього потрібно було б перебувати всередині звукового конуса.
Після всього сказаного вище досить курйозним виглядає той факт, що звук двигунів міг би чути той, хто зумів би летіти зі швидкістю літака попереду двигуна в точці D. хоча ця точка знаходиться поза звукових конусів двигунів і єдиною акустичним середовищем, що зв'язує цю точку з літаком, є підноситься назад з надзвуковою швидкістю повітря. Справа в тому, що, як показано вище, звук двигунів по обшивці літака добирається до самого носа фюзеляжу, а ніс, вже як вторинний випромінювач (ретранслятор), випромінює невелику частку звуковий енергії двигунів в повітря. Виходить ще один наповнений звуком конус, вершиною якого є ніс літака. Точка D знаходиться всередині цього конуса. Для точки E звук двигунів абсолютно недоступний.