Was passiert, wenn ein Flugzeug „durch die Schallmauer fliegt“?

Plötzlich ein lauter Knall, die Fensterscheiben zittern – ein Flugzeug ist durch die Schallmauer geflogen. Aber was heisst das eigentlich? Und warum knallt es dabei?

Düsenjet in Überschallgeschwindigkeit

Ein Düsenjet fliegt mit Überschallgeschwindigkeit. Dabei formt sich eine Wolke aus Wassernebel in Kegelform. Bild: CanStockPhoto

Wenn ein Flugzeug schneller als der Schall unterwegs ist, sagt man, es fliegt mit Überschallgeschwindigkeit. Das ist noch gar nicht so lange möglich. Erst Mitte des 20. Jahrhunderts konnten Flugzeuge eine solche Geschwindigkeit erreichen.

Wie schnell ist Schall?

Schall breitet sich in Form von Wellen rund um seine Quelle aus. Wir können diesen Schall bis zu einem bestimmten Umkreis hören, zum Beispiel, wenn jemand ein Instrument spielt. Der Schall ist aber nicht unendlich schnell, sondern bewegt sich je nach Temperatur mit einer bestimmten Geschwindigkeit. Bei 20 Grad sind es in einer Sekunde etwa 333 Meter. Das sind fast 1200 Kilometer pro Stunde – 10-mal schneller, als ein Auto auf der Autobahn fahren darf! Trotzdem gibt es Dinge, die sich noch schneller fortbewegen. Licht zum Beispiel ist schneller als Schall. Darum siehst du bei einem Gewitter auch immer zuerst den Blitz, bevor du den Donner hörst.

Wie schnell fliegt ein Flugzeug?

Ein normales Passagierflugzeug schafft immerhin etwa 1000 Kilometer pro Stunde – das reicht aber noch nicht, um schneller als der Schall zu fliegen. Dazu müsste es mit mehr als 1200 km/h fliegen. Das Militär nutzt aber Düsenflugzeuge, die über 2000 Kilometer pro Stunde schnell sind.

Was ist denn nun die Schallmauer?

Flugzeugmotoren sind ziemlich laut. Sie erzeugen also Schall, der sich vom Flugzeug aus in alle Richtungen ausbreitet. Ist das Flugzeug langsamer als die Schallwellen, fliegen diese dem Flugzeug ungehindert voraus. Bewegt sich das Flugzeug aber schneller als der Schall, den es erzeugt, schiebt es den Schall sozusagen vor sich her. Die Schallwellen können so schnell nicht ausweichen. Sie werden zusammengepresst, verdichten sich und türmen sich auf. Das ist die sogenannte Schallmauer. Hinter dem Flugzeug breiten sich die Schallwellen kegelförmig aus – das kannst du dir wie bei einem Schiff vorstellen, das Wasser vor sich am Bug ansammelt und hinter sich Wasserwellen erzeugt.

Woher kommt der Knall?

Wenn sich uns ein Flugzeug mit Überschallgeschwindigkeit nähert, hören wir es am Anfang gar nicht. Der Lärm ist zu langsam für das Flugzeug. Fliegt es aber über uns hinweg, knallt es irgendwann gewaltig: der ganze gesammelte Schall trifft auf einmal bei uns ein. Im Flugzeug selbst hörst du diesen Knall allerdings nicht, da das Flugzeug schon längst weitergeflogen ist.

Den gleichen Effekt gibt es übrigens auch bei einem Peitschenschlag: Die Schnur erreicht Überschallgeschwindigkeit, verdrängt die Luft und erzeugt einen Knall, wenn die Schallwellen gesammelt unser Ohr erreichen. Da ist das Ganze allerdings nicht ganz so laut wie bei einem Flugzeug.

Eine Zeit lang glaubte man übrigens tatsächlich, dass es sich bei der Schallmauer um eine richtige Mauer handelt. Die Piloten hatten darum Angst, dass die Flugzeuge zerbrechen würden, wenn sie die Schallmauer erreichen. Am 14. Oktober 1947 flog der Pilot Chuck Yeager mit seinem Raketenflugzeug als erster Mensch mit Überschallgeschwindigkeit. Sein Flugzeug überstand es unbeschadet.

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