Was passiert, wenn ein Flugzeug die Schallmauer durchbricht?

Eure Kinderfrage des Monats April (2014)
Martin, 8 Jahre alt

Ist dir schon einmal aufgefallen, dass es manchmal aus heiterem Himmel knallt und vielleicht sogar die Fensterscheiben wackeln? Dann hat möglicherweise gerade ein Düsenflugzeug die Schallmauer durchbrochen.

Denn Düsenflugzeuge erzeugen mit ihren Strahlentriebwerken Druckwellen. Diese Druckwellen breiten sich in alle Richtungen aus und fliegen bildlich gesprochen in Schallgeschwindigkeit vor dem Flugzeug her. In dem Moment, in dem ein Flugzeug Schallgeschwindigkeit erreicht, ist es also genau so schnell wie seine ausgesendeten Druckwellen und vor dem Flugzeug bildet sich eine Schallmauer. Wenn das Flugzeug jetzt beschleunigt, holt es seine eigenen Druckwellen ein und durchbricht diese Schallmauer.

Dabei passiert Folgendes: Die Druckwellen können nicht so schnell ausweichen, werden zusammengepresst, das Flugzeug fliegt durch sie hindurch und es gibt einen lauten Knall. Es fliegt dann schneller als sein eigener Schall. Wenn du in die Hände klatschst oder mit einer Peitsche knallst, entsteht ebenfalls Schall – wenn auch leiser.

In beiden Fällen verdrängst du die Luft so schnell, dass es knallt. Die Schallgeschwindigkeit wird übrigens nach dem österreichischen Physiker Ernst Mach Mach1 genannt. Bei 20 °C beträgt sie etwa 1.235 km/h. Das ist fast zehnmal so schnell wie ein Auto, das mit 130 km/h auf der Autobahn fährt.

Und hier noch ein legendärer Rekord: Der Extremsportler Felix Baumgartner hat im Oktober 2012 als erster Mensch im freien Fall die Schallmauer durchbrochen! Mit Schutzanzug sprang er im freien Fall aus einer speziellen Kapsel, die an einem Heliumballon hing, aus rund 39 Kilometern Höhe. Dabei erreichte er eine Höchstgeschwindigkeit von 1.342,8 km/h, war damit schneller als der Schall und durchbrach so die Schallmauer.