לרוב משתמשים במונח "מהירות הקול" כשמתכוונים למהירות הקול באוויר. מהירות זו היא של כ־344 מטר לשנייה (1,232 קילומטרים לשעה) והיא מתייחסת לאוויר יבש, בטמפרטורה של 21 מעלות צלזיוס.

עם זאת, כיוון שגלי הקול לא עוברים רק באוויר, אלא בכל חומר קיים, חשוב לציין שמהירות הקול תלויה בקשיחות של חומר שבתוכו עוברים גלי הקול ובצפיפות של חומר זה.

אם נבחן חומרים שונים נגלה דוגמאות כמו:

ברזל - מהירות הקול בברזל היא אלפי מטרים בשנייה.

מים - מהירות הקול במים גבוהה פי 4.3 ממהירותו באוויר.

החלל החיצון - בריק המוחלט שבחלל החיצון לא יכולים גלי הקול לנוע כלל. לכן קול לא יכול לעבור בחלל החיצון.


הנה הסבר על מהירות הקול (עברית):

http://youtu.be/juK__oOUBXs


כך נראה מטוס שעובר את מהירות הקול:

http://youtu.be/Y32qyfEgkKo


עוד כמה מטוסים כאלה:

http://youtu.be/6B4IVcCuIZE


צילום ליד המסלול של מטוסים שעוברים את מהירות הקול:

http://youtu.be/CAECBuNX0JQ?qr=yes

ודאי שמעתם פעם רעש עז שנשמע כמו פיצוץ ומישהו אמר שזה קרה בגלל בום על קולי, של מטוס חיל האוויר, נכון? - אז זהו, שלא פעם מטוס יכול לטוס כל כך מהר שהוא מייצר רעש כזה.

בום על קולי (Sonic Boom) מתרחש כשאובייקט כלשהו עובר את מהירות הקול. לא רק מטוסים יכולים לייצר בום על קולי כזה. גם רובים מסוימים ואפילו שוט שמכה באוויר במהירות מייצר את הבום העל-קולי שלו.. ואגב, המטוס משמיע את הבום הזה כל זמן שהוא מעבר למהירות הקול ולא רק ברגע המעבר של מהירות הקול.

ההסבר: כמו סירה ששטה יוצרת סביבה גלים קטנים וכשהיא מאיצה הגלים מצטופפים מלפניה ומתרווחים מאחוריה. אם היא תעבור את מהירות הגלים ותשיג אותם, הגלים יתאחדו מאחריה בשובל וייצרו גל די גדול בצורה של V. במטוס שמשמיע קול התופעה דומה - כשהוא עובר את מהירות הקול, עוברים גלי הקול שבאוויר ויוצרים צורת חרוט מאחריו. אגב, איננו יכולים לראות את החרוט הזה - התמונות עם הענן החרוטי שמאחרי המטוס מראות ענן התעבות קטן שהוא תוצאה של לחץ-אוויר נמוך. אבל כשאנחנו נשמע את הגל הזה, הוא יגיע אלינו בצורת בום. זהו הבום העל קולי.

הבומים העל-קוליים הללו הם תופעה פיזיקלית מדהימה והם יכולים לגרום גם להדף שינפץ חלונות. לכן אסור לטייסים לעבור את מהירות הקול באזורים מיושבים, בזמן שלום.


כך הביס בום על קולי את הצבא העיראקי בקרב (בעברית):

https://youtu.be/sGoIcrMNsxc


והנה ההסבר של בום על-קולי (מתורגם):

https://youtu.be/JO4_VHM69oI


כך זה קורה:

http://youtu.be/XmDVvGNtgMg


מצגת וידאו שמסבירה את תופעת הבום העל קולי:

http://youtu.be/-d9A2oq1N38


התעבות האוויר מאחרי המטוס. היא דומה לבום על-קולי אבל בניגוד לו, ניתן לראותה בצילומים:

https://youtu.be/6B4IVcCuIZE


ובואו לתא הטייס של מטוסי הקרב הללו:

http://youtu.be/NdZ02-Qenso?qr=yes

מטוס X-15 התפרסם כמטוס הראשון ששבר את מחסום הקול. ה-X15 היה מטוס רקטי ששימש כמטוס ניסוי. הייתה לו טכנולוגיה של טיל והוא אף יצא 13 פעם לכיוון החלל. באחת הפעמים יצא המטוס אל מחוץ לגבולות ה-100 קילומטרים שפירושם יציאה רשמית לחלל.

X15 פותח כמטוס ניסוי רקטי בשנת 1947 על ידי חברת נורת' אמריקן האמריקאית. הוא היה לאבן דרך בהמשך בתכנונם של מטוסים וחלליות ותרומתו למחקר התעופה המתקדם היא גדולה. כמו רבים מההישגים בתחום התעופה והטילים, השתמשו גם בפיתוח ה-X15 בטכנולוגיה שמקורה בפיתוחים של הגרמנים בזמן מלחמת העולם השנייה.


הנה סרטון על הטיסה המהירה ביותר אי-פעם:

http://youtu.be/wnWA4In1M-E


ועוד מהטיסה המהירה בתולדות האדם:

http://youtu.be/Lr5pvwDZvNU

הקונקורד היה מטוס נוסעים סילוני, שחצה את מהירות הקול. לצד מטוס הטופולב Tu-144 הרוסי, הוא היה היחיד מבין מטוסי הנוסעים שיכול היה לעשות זאת.

הקונקורד פותח בשנות ה-60 על ידי בריטניה וצרפת והופעל בשנים 1976-2003 בחברות תעופה מסוימות באירופה, בעיקר בתעופה הבריטית והצרפתית. מרבית טיסותיו הופעלו בקווים מלונדון ופריז לניו יורק ולוושינגטון.

עד להתרסקות של מטוס הקונקורד בטיסה 4590 של אייר פראנס, נחשב מטוס הקונקורד לשיא ההישגים של התעופה האזרחית.

טיסה 4590 התרסקה ב-25 ביולי 2000 לתוך בית מלון בצרפת וכל הנוסעים ואנשי הצוות שבה נספו. זו הייתה התאונה הקטלנית היחידה שבה היה מעורב הקונקורד, אבל היא הביאה לכך שבעקבות האסון הופסק לחלוטין השימוש במטוסי הקונקורד.

אך למעשה, מה שגרם להפסקת השימוש והפיתוח של הקונקורד היה ההשקעה המטורפת בתחזוקה שלו. בגלל המהירויות המטורפות שהוא הגיע אליהן עבר הקונקורד בלאי מטורף. כי בשיא המהירות שלו, התארך גוף הקונקורד ביותר מחצי מטר. כשהקונקורד מאט את מהירותו, הוא מתקצר לגודל המקורי.

התהליך הזה לבדו שוחק את הקונקורד מאד ומייקר את התחזוקה של מטוס כה גדול וחדשני. מכאן יצא שבשלב מסוים הבינו בחברות התעופה האירופיות שפשוט לא שווה להמשיך להחזיק ולהטיס את הקונקורד, מה גם שהבטיחות שלו גם היא לא הייתה מוצלחת במיוחד.


הנה סיפורו העצוב של הקונקורד המיתולוגי (בעברית):

https://youtu.be/qFfNzFfbUOA


על כשלון מטוס הנוסעים העל-קולי הגדול ביותר:

https://youtu.be/a_wuykzfFzE


סופו של פרויקט הקונקורד:

https://youtu.be/mAj2-mLZ0f8


בתחילה היה מטוס הקונקורד אחד ההישגים הגדולים של התעופה המודרנית:

http://youtu.be/v9bVFkDhGPE


המראה של מטוס הקונקורד:

https://youtu.be/5MCETiKCLhc


זה מה שנשאר - טיסן דמוי מטוס קונקורד:

http://youtu.be/2ZeGylHqo7M


וסרט תיעודי על תולדות הקונקורד:

https://youtu.be/b6OCuJZ9bX4?long=yes

זה היה ניסוי נוסף בסדרת הניסויים שנערכו עם מטוס ה-XS-1 המהיר. בימים הקודמים ניסה שוב ושוב טייס הניסוי הנועז שנבחר להטיסו, לשבור את מחסום הקול.

קראו לטייס הזה צ'אק ייגר (Chuck Yeager) והוא נבחר על ידי קולונל אלברט בויד, מייסד תחום ניסויי הטיסה המודרני, להיות הטייס שישבור, לראשונה בתולדות האנושות, את מחסום הקול. שוב ושוב שוגר מטוס הניסוי שלו, ממטוס גדול שנשא אותו לשמיים, מפציץ B-29 גדול.

מטוס הניסוי המהיר שבתוכו ישב צ'אק ייגר כונה XS-1 (בהמשך הוא יהפוך לבל X-1). הוא היה מטוס בעל מנוע רקטי מהיר מאד, שבכל טיסה הלך והתקרב אל מהירות הקול, מאך 1.

ייגר היה מוכן לסכן את חייו. לא מעט מומחי תעופה וטייסים מנוסים העריכו אז שניסיון לעבור את מהירות הקול יגרום למטוס לזעזועים כה חזקים עד שהוא יתפרק לרסיסים. אבל בבוקר הזה, בפעם השמינית שניסה לחצות את מהירות הקול, הוא הלך והגדיל את מהירותו, עד שבגובה 43,000 רגל הוא הגיע למהירות של 1.06 מאך.

מעט לפני כן, ברגע שייגר חצה את מהירות הקול, נשמע הבום העל-קולי הראשון בהיסטוריה. מרבית הצופים שעל הקרקע הופתעו מהרעש החזק, אבל השמחה הייתה גדולה כשראו ששבירת מחסום הקול לא אומרת שגם המטוס נשבר..

לאחר שהטיסה החלקה הסתיימה בנחיתה מושלמת של המטוס הכתום התברר שייגר קנה את עולמו. הוא היה לטייס המהיר בעולם, שיא שבאופן טבעי עמד להישבר בתוך זמן קצר. אבל לזכותו נותר ההישג החלוצי ההיסטורי של הטייס האמיץ שחצה את הגבול שרבים העריכו שלא ניתן לעבור והוביל את עולם התעופה לשיאי מהירות חדשים.


הנה הקריירה המטורפת של צ'אק ייגר (עברית):

https://youtu.be/8LTuaj6-4mg


על סיפור שבירת מחסום הקול (מתורגם):

http://youtu.be/JO4_VHM69oI


ייגר בגיל 89 בטיסת כבוד שערכו לו על מטוס F15:

http://youtu.be/y73tnUn6ETY


סצנה מסרט תיעודי עליו שמראה כיצד הוא שובר את שיא המהירות:

https://youtu.be/i_rFAo358bU


וסרטון תיעודי על המטוס הראשון שעבר את מהירות הקול:

https://youtu.be/LkjjgrAfbSU?long=yes

המבוגרים ודאי זוכרים את מטוס הנוסעים הסילוני "קונקורד". הוא היה מטוס הנוסעים הסופר סוני הראשון בעולם, כלומר מטוס הנוסעים הראשון שחצה את מהירות הקול וכמעט היחיד שהגיע למהירות כה גבוהה.

בשנות ה-70 הפך הקונקורד ממיזם דמיוני ומעורר השראה לעובדה קיימת ומרגשת, שגמעה מרחקים במהירות שיא. אך בו בזמן היה הקונקורד גם אתגר טכני לא פשוט ופרויקט כלכלי יקר ומורכב. לבסוף הוא גם נמצא כלא רווחי ובתחילת שנות ה-2000 הפסיקו להשתמש בו לתמיד. מרבית מטוסי הקונקורד מצאו את דרכם למוזיאונים בעולם ומאז לא נוצר מטוס על-קולי נוסף.

כיום, מסתבר שיש חדש בתחום התעופה המסחרית העל-קולית. ריצ'רד ברנסון, יזם תעופה ומיליארדר בעל הישגים רבים, מי שגם מתכנן להוציא טיסות לחלל, הציג את חברת Boom שהוא הקים ואת מטוס ה"בייבי בום" - מטוס על-קולי שהוא מעין מיני-קונקורד.

הבייבי בום אמור להטיס נוסעים בעלי יכולת בקווים ארוכים. תמורת כרטיס שצפוי לעלות כ-5,000 דולר, למשל, הוא יחצה את האוקיינוס האטלנטי בקצת יותר מ-3 שעות!


הנה מטוס Boom XB-1 שעליו מתבססת היוזמה:

https://youtu.be/OM8Z2qbI3FU


הכרזתו של ריצ'רד ברנסון על המיזם התעופתי החדשני:

https://youtu.be/nfg1uYQGjzY


ה"בייבי בום" או המיני קונקורד, בתהליך התכנון והייצור שלו:

https://youtu.be/c-HbJn3LAHc


ומטוס הקונקורד עליו השלום:

http://youtu.be/v9bVFkDhGPE

אם לא היו מספיק דאגות סביב המתקפה הרוסית על אוקראינה, הרי שנוסף לה גם השימוש בטילים ההיפר-סוניים (HyperSonic missiles) שרוסיה שיגרה לאוקראינה. ועכשיו גם החות'ים בתימן מתחילים להשתמש גם הם בהם, אז מהם הטילים ההיפרסוניים שמדאיגים את העולם?

נשק היפר-סוני הוא נשק המסוגל להגיע למהירות של יותר ממאך 5, משהו כמו 1.7 ק"מ לשנייה. טילים היפרסונים, למעשה הם יותר מטוסים ללא טייס מאשר טיל כמו שאנו מכירים אותו, כבר מגיעים היום למהירויות של 10 מאך ויותר.

ההערכה הייתה שטילים היפר-סונים יכנסו לשירות בסביבות 2025 לכל המוקדם. רוסיה הקדימה, מסיבותיה האסטרטגיות. השיגור, שבוצע במלחמה נגד אוקראינה, לא היה מחויב המציאות, במיוחד אם רצה להדגים את היתרון הגדול של הנשק ההיפר-סוני והוא היכולת שלו לחמוק ממערכות ההגנה העכשוויות. אלה בלאו הכי לא נמצאו ברשות צבא אוקראינה.

הטילים ההיפרסוניים מצטיינים במנועים חזקים באופן קיצוני, המטיסים אותם במהירות מטורפת, מבלי שיתפוצצו. יש להם יכולות ניווט מדויקות ופגיעות כמעט ודאיות במטרות. המדהים הוא שהתכונות הללו מאפשרות להם לפגוע ולהשמיד את המטרות, עוד לפני שמערכות ההגנה שלמטה מבינות ומצליחות לפענח מה עבר מעליהן.


#סוגי טילים היפר-סוניים
ישנם שני סוגים של טילים היפר-סוניים. הסוג הראשון הוא טילים גולשים, טילי דאון, טילי גלישה או גולשים היפרסוניים.

הגולשים ההיפרסוניים הם טילים "גולשים" שיכולים אף לשאת ראשי נפץ גרעיניים. הם משוגרים מטיל, שבדרך כלל יהינ טיל בליסטי, המקנה להם את המהירות, כשממנו הם משיכים לצבור מהירות, תוך כדי גלישה.

הסוג השני הוא של טילי שיוט היפר-סוניים. טילי השיוט ההיפר-סוניים הללו מקבלים מהירות מהמנוע המטורף שלהם ואפילו לא זקוקים להנעה של טיל נוסף. מדובר במתקני דאייה היפר-קוליים, המשלבים בין המהירות של טיל בליסטי ליכולות הדיוק והתמרון המעולות של טילי שיוט.

בניגוד לטיל בליסטי, טיל גלישה היפר-סוני יוצא מחוץ לאטמוספרה וחוזר לתוכה תוך גלישה לטווחים של מאות ואף אלפי קילומטרים. הוא יכול לנווט במהלך הטיסה שלו, מה שמוסיף להיותו מהיר במיוחד, את העובדה שקשה מאוד לגלות וליירט אותו.




הכירו את הטיל ההיפר-סוני שניתן לתמרן (עברית):

https://youtu.be/j0J-TLBsMDs


באנגליש:

https://youtu.be/qWAijhqgZcE


הטיל הסיני ההיפרסוני שבאופן מדהים הקיף את כדור הארץ ופגע במטרתו (עברית):

https://youtu.be/U_C8KFsgOfk


סיפורו של הטיל ההיפר-סוני:

https://youtu.be/J4PzhNDzvCM


השימוש הרוסי בו נגד אוקראינה:

https://youtu.be/MIkB6exCmk0


דיווח על הטיל ההיפרסוני שנורה באוקראינה:

https://youtu.be/UAipiOkCq-I


מרוץ החימוש ההיפרסוני מעמיד את סין במיקום חזק (עברית):

https://youtu.be/x2U_TSbB_8g?long=yes


והמרוץ העולמי לטילים היפרסונים:

https://youtu.be/Qe4UOM2Kb_w?long=yes

הברק הוא פריקה של חשמל סטטי שנמצא בעננים. פריקת החשמל הזו יוצרת פרץ אור חזק שנקרא "ברק" ורעש מפחיד שנקרא "רעם". אבל מדוע מגיע הרעם הרבה אחרי הברק?

מכיוון שמהירות הקול איטית ממהירות האור, הרעם מגיע אל אוזנינו מעט לאחר שאנו רואים את הברק.

הרי האור מגיע במהירות עצומה אך לקול לוקח יותר זמן לעבור את המרחק מהמקום שבו מתרחשת פריקת החשמל הסטטי ועד אלינו.


הנה סרטון הסבר על הברק והרעם (מתורגם):

http://youtu.be/HkSWuoF9_NM


השיר "ברקים ורעמים" מתוך הכבש ה-16 (עברית):

http://youtu.be/ua2hB0SxKyM


ומצגת וידאו עם הסברים על הברקים והרעמים (עברית):

http://youtu.be/s4KoNVpqxOg?t=6s

הרעם (Thunder) הוא הרעש שנוצר כתוצאה מפריקת החשמל הסטטי שבעננים, אותה פריקה שיוצרת את הברק (ראו בתגית "ברקים"). למעשה, הרעם הוא הדף שנגרם באוויר, בשל פריקת החשמל שנראית כברק. גלי הקול מתפשטים לכל הכיוונים וכשהם מגיעים לאוזנינו, הם נשמעים כרעם.

הרעם מגיע אל הצופה קצת אחרי הברק. הסיבה היא שמהירות הקול איטית בהרבה ממהירות האור ולכן אנו רואים את הברק ורק אחרי זמן קצר שומעים את הרעם שהוא גורם.


הנה מצגת וידאו על היווצרות הברק והרעם (עברית):

https://youtu.be/s4KoNVpqxOg


הסבר פשוט של הברק והרעם:

https://youtu.be/cu6K5h-J6xQ


הסבר נוסף:

https://youtu.be/EGyubhH13V4


הרצאת וידאו קצרה:

https://youtu.be/fEiVi9TB_RQ


וסופת ברקים בחיפה:

http://youtu.be/altjNEPKaNY

שיא העולם לקפיצה חופשית מגובה נקבע על ידי הצנחן וקופץ הבסיס האוסטרי פליקס באומגרטנר, שקפץ ב-14 באוקטובר 2012 מגובה של כ-39 ק"מ, קצה האטמוספירה האפשרית לאדם. הוא הגיע לגובה רב זה בעזרת כדור פורח, שגם השיג את השיא העולמי בטיסת כדור פורח מאוישת.

בנפילתו ארצה הגיע באומגרטנר למהירות של בערך 1,357.64 קמ"ש, או 1.25 מאך. בכך הוא היה לאדם הראשון שעובר את מהירות הקול ללא עזרת כלי רכב!

הקפיצה הנועזת נראית מעשה פשוט של אדם אחד, אבל השתתפו בתכנונה וביצועה כ-300 בני אדם, כולל 70 מהנדסים ומדענים שונים, במשך קרוב לחמש שנים!


הנה סרטון קצר של הקפיצה הגבוהה בהיסטוריה:

http://youtu.be/FHtvDA0W34I


והצניחה כולה:

https://youtu.be/vvbN-cWe0A0?long=yes