Ces informations sont fournies par le département de l'US Air Force.
Le bang du passage du mur du son est un bruit semblable au tonnerre. Il est provoqué par un objet se déplaçant plus rapidement que le son - environ 750 miles par heure au niveau de la mer. Un avion traversant l'atmosphère produit sans interruption ondes de pression atmosphérique semblables aux vagues provoquées par le passage d'un bateau sur l'eau. Quand l'avion va plus vite que la vitesse du son, ces vagues de pression se combinent et forment des ondes chocs qui voyagent en avant du point de leur génération.
Pendant qu'un avion vole à une vitesse supersonique, il produit continuellement des ondes chocs, lâchant des détonations le long de son chemin de vol, semblables à quelque objet que l'on laisserait tomber d'un véhicule mobile. De la perspective de l'avion, le bang semble être balayé vers l'arrière pendant qu'il s'éloigne de l'avion. Si l'avion fait un virage brusque ou se met à monter, le bang frappera la terre devant l'avion.
Le bruit entendu sur la terre comme un "bang sonore" est la pointe et l'impact brusque de la pression qui s'est accumulée après l'onde choc ou "surpression maximale." Le changement de la pression provoquée par le bang sonique est seulement de quelques livres par pied carré - changement de pression à peu près identique que nous éprouvons dans un ascenseur pendant qu'il descend deux ou trois étages, mais dans une période de temps beaucoup plus courte. C'est l'importance de cette surpression maximale qui fait éclater une détonation.
Il y a deux types de bang: les ondes N et les ondes U. Les ondes N sont produites dans les conditions de vol normales, et leur onde de pression est en forme de lettre "N." Les ondes N ont un choc à leur avant à une surpression maximale positive qui est suivie d'une diminution linéaire de la pression jusqu'à ce que le choc arrière revienne à la pression ambiante. Les ondes U, ou bangs focalisés, sont produit lors de manoeuvres en vol, et leur onde de pression est en forme de lettre "U." Les ondes U causent des chocs positifs à l'avant et arrière du bang dans lequel les surpressions maximales sont plus importantes comparées à celles des ondes N.
Pour les avions supersoniques actuels en fonctionnement normal, la surpression maximale varie de moins d'une livre à environ 10 livres par pied carré pour les bangs des ondes N. Les surpressions maximales pour les ondes U sont amplifiées de deux à cinq fois par rapport à celles des ondes N, mais ces impacts de surpression amplifiés ne se produisent que sur un secteur très petit en comparaison des secteurs exposés au reste du bang sonique.
Le bang sonique le plus fort jamais enregistrée était de 144 livres par pied carré et il n'a pas causé de dommages aux chercheurs qui y ont été exposés. Le bang a été produit par un F-4 volant juste deux fois au-dessus de la vitesse du son à une altitude de 100 pieds.
Dans les essais récents, le bang maximum mesuré pendant des conditions de vol plus réalistes était de 21 livres par pied carré. Il y a une probabilité que quelques dommages - verre brisé, par exemple, puisse résulter d'un bang sonique. Les bâtiments en bon état ne devraient subir aucuns dommages avecr des pressions de moins de 16 livres par pied carré. Et, typiquement, l'exposition de la communauté aux bangs soniques est en-dessous de deux livres par pied carré. Le mouvement de sol résultant de la perche sonique est rare et est bien au-dessous des seuils de dommages structuraux admis par le Bureau des Mines des Etats-Unis et d'autres agences.
La gamme d'énergie des bangs soniques se concentre de 0,1 à 100 hertz de fréquence ce qui est considérablement au-dessous de celle des avions subsoniques, des tirs de canons et de la plupart des sons industriels. La durée du bang sonique est brève; moins d'une seconde, 100 millisecondes pour la plupart des avions de type avion de chasse et 500 millisecondes pour la navette spatiale ou le Concorde.
L'intensité et la largeur d'un trajet de bang sonique dépendent des caractéristiques physiques de l'avion et de la façon dont il est manoeuvré. En général, plus grande est l'altitude de l'avion, plus la surpression sur la terre est faible. Une plus grande altitude augmente également la diffusion de la partie latérale de la perche, exposant un secteur plus large au bang. Les surpressions dans le secteur d'impact du bang sonique, cependant, ne sera pas uniforme. L'intensité du bang est la plus grande directement sous la trajectoire de vol, s'affaiblissant progressivement avec une plus grande distance horizontale loin de la trajectoire de vol de l'avion.
La largeur au sol du secteur exposé au bang est approximativement de un mile pour chaque 1.000 pieds d'altitude; c'est-à-dire qu'un avion supersonique volant à 30.000 pieds créera une diffusion latérale du bang sur environ 30 miles. Pour un vol supersonique régulier, le bang est décrit comme un bang "en tapis" puisqu'il se déplace avec l'avion pendant qu'il maintient sa vitesse supersoniques et son altitude.
Certaines manoeuvres, les piqués, les accélérations ou les virages, peuvent causer une concentration du bang. D'autres manoeuvres, telles que la décélération et l'élevation, peuvent réduire la force du choc. Parfois les conditions atmosphériques peuvent altérer les bangs soniques.
Selon l'altitude de l'avion, les perches soniques atteignent le sol deux à 60 secondes après le survol. Cependant, tous les bangs ne sont pas entendus au niveau du sol. La vitesse du bruit à n'importe quelle altitude est une fonction de la température de l'air. Une diminution ou une augmentation de la température entraînent une diminution ou une augmentation correspondante de la vitesse du son.
Dans des conditions atmosphériques standard, la température de l'air diminue avec l'augmentation de l'altitude. Par exemple, quand la température au niveau de la mer est de 58 degrés Fahrenheit, la température à 30.000 pieds tombe à moins 49 degrés Fahrenheit. Ces gradients de températures aident à détourner les ondes sonores vers le haut. Par conséquent, pour qu'un bang atteigne la terre, la vitesse de l'avion relativement à la terre doit être plus grande que la vitesse du son au sol. Par exemple, la vitesse du son à 30.000 pieds est d'environ 670 milles par heure, mais un avion doit voyager à au moins 750 miles par heure (Mach 1,12, Mach 1 étant la vitesse du son) pour qu'un bang soit entendu sur la terre.
L'Armée de l'Air a conduit des vols de test supersoniques depuis 1947, et aujourd'hui la plupart des avions de chasse de l'Armée de l'Air sont capable de vitesses supersoniques. En conséquence, les vols d'entraînement supersoniques qui simulent des conditions des combats réels sont nécessaires pour assurer le succès et la survie des équipages aériens en temps de guerre. Cependant, les procédures de l'Armée de l'Air exigent que, autant que possible, ces vols soient effectués au-dessus des eaux ouvertes, au-dessus de 10.000 pieds et pas plus près que 15 miles du rivage. Les opérations supersoniques au-dessus de la terre doivent être conduites au-dessus de 30.000 pieds ou, si elles sont en dessous de 30.000 pieds, dans des secteurs particulièrement indiqués approuvés par les Quartiers Généraux de l'Armée de l'Air des Etats-Unis, Washington, D.C, et l'Administration Fédérale de l'Aviation.
