પરાધ્વનિક ઉડ્ડયન (supersonic flight) : સામાન્ય વાતાવરણમાં અવાજની (ધ્વનિની) જે ગતિ હોય તેના કરતાં વધુ ઝડપથી કરવામાં આવતું ઉડ્ડયન.
દરિયાકિનારાના 29.92’’Hg વાતાવરણ-દબાણે અને 25° સે. તાપમાને ધ્વનિના પ્રસારણની ગતિ આશરે 1,223.068 કિમી. અથવા 760 માઈલ પ્રતિ કલાકે હોય છે. જેમ ઊંચે જઈએ તેમ વાતાવરણનું દબાણ તેમજ તાપમાન ઘટે છે. તેથી ધ્વનિની પ્રસારણગતિ પણ ઘટે છે. આશરે 35,000 ફૂટની અથવા 10,668 મી. ઊંચાઈએ આ ગતિ ઘટીને 1,055 કિમી. અથવા 660 માઈલ પ્રતિ કલાક થઈ જાય છે. કોઈ પણ વિમાન કોઈ પણ ઊંચાઈએ ધ્વનિની તે ઊંચાઈએ જે પ્રસારણ-ગતિ હોય તેના કરતાં વધુ ઝડપથી ઊડે તો તે વિમાન પરાધ્વનિક ઉડ્ડયન કરે છે એમ કહેવાય.
એન્જિનિયરિંગમાં વિમાનની ઝડપને માપવા MACH NUMBER (મૅક અંક) વપરાય છે. વિમાનની ગતિને ધ્વનિની ગતિથી ભાગવાથી જે અંક મળે તેને મૅક અંક કહેવાય. પરાધ્વનિક વિમાનનો મૅક અંક 1થી હંમેશ વધારે હોય છે.
આજના મુસાફર-વાહક વિમાનોનો મહત્તમ મૅક અંક 0.87 આસપાસ હોય છે. વિમાનોની રચનાની ગણતરી કરતી વખતે મૅક અંક ખૂબ વપરાય છે અને અત્યારે ઉપયોગમાં લેવાતાં બધાં જ મુસાફરવાહક વિમાન – ફ્રાંસનું કૉન્કૉર્ડ વિમાન બાદ કરતાં – મૅક અંક 0.89થી વધુ ઝડપ ધરાવતાં નથી.
આકૃતિ 1 અને 2 : કૉન્કૉર્ડ વિમાન અને તેની આંતરિક રચના
પરાધ્વનિક ઉડ્ડયન કરતાં પહેલાં વિમાને જે પરિસ્થિતિમાંથી પસાર થવાનું હોય છે તેની વિગત નીચે મુજબ છે :
સામાન્ય રીતે વિમાનની ગતિ જ્યારે ધ્વનિની ગતિ કરતાં ઓછી હોય ત્યારે તેના ચાલવાથી ઉત્પન્ન થતાં હવાના દબાણનાં કંપનો (જેની ગતિ ધ્વનિની ગતિ જેટલી જ હોય છે) વિમાનથી આગળ ઊડે છે – ગતિ કરે છે. જેમ જેમ વિમાનની ગતિ વધે અને ધ્વનિની ગતિ નજીક પહોંચે એટલે આ કંપનો વિમાન સાથે લઈને ઊડતું હોય તેવી સ્થિતિ સર્જાય છે અને જાણે ‘દીવાલ’ બની વિમાનની આડે અવરોધ ઊભો કરે છે. જ્યારે વિમાન ધ્વનિ કરતાં વધુ ગતિ પ્રાપ્ત કરે ત્યારે આ દીવાલ-અવરોધ તૂટે છે અને કડાકાભડાકા થાય છે, જેને Sonic Boom કહે છે. નીચેની આકૃતિમાં આ ત્રણે સ્થિતિ દર્શાવી છે.
આકૃતિ 3 : (1) અવાજની ઓછી ગતિએ વિમાન ઊડતું હોય તે વખતે દબાણ-ખલેલ આગળ રહે છે. (2) અવાજની ગતિએ વિમાન ઊડે ત્યારે દબાણ-ખલેલની અસર ભેગી થાય છે અને આઘાત-મોજું ઉત્પન્ન થાય છે. (3) વિમાનની ગતિ અવાજની ગતિ કરતાં વધુ થાય ત્યારે વિમાન આઘાત-મોજું છેદી આગળ નીકળી જાય છે.
પરાધ્વનિક વિમાન મુસાફરી માટે બનાવવાની પહેલ રશિયા અને ફ્રાન્સે કરી. રશિયાએ TU-144 બનાવ્યું. ફ્રાન્સે ઇંગ્લૅન્ડનો સહારો લઈ કૉન્કૉર્ડ બનાવ્યું. TU-144 1550 માઈલ – 2494.415 કિમી.ની ઝડપે 2.35 મૅક અંક ધરાવતું હતું અને 121 મુસાફરો લઈ જઈ શકતું હતું. કૉન્કૉર્ડ હજી પણ વધુ ઉડ્ડયનક્ષમતા ધરાવે છે. 1,450 માઈલની (2333.485 કિમી.) ઝડપે તે ઊડે છે. તેનો મૅક અંક 2.2 છે. તે 132 મુસાફરો લઈ જઈ શકે છે. બ્રિટિશ ઍરવેઝ અને ઍર-ફ્રાન્સ – એ બે જ કંપનીઓએ આ વિમાન ખરીદ્યાં છે. લંડનથી વૉશિંગ્ટન સુધીનું અંતર કાપવા જમ્બો જેટ(મૅક અંક 0.89 આશરે)ને 7 કલાક લાગે છે ત્યારે કૉન્કૉર્ડ લગભગ 3 કલાકમાં તે અંતર કાપે છે.
Sonic Boomને કારણે થતા અવાજથી નુકસાન થાય છે એમ માની ઘણા દેશોએ તેમની આકાશી સીમા પર પરાધ્વનિક ઉડ્ડયનનો નિષેધ કરેલો છે. રશિયાએ TU-144 ઉડ્ડયનમાંથી પાછું ખેંચી લીધું છે. પરાધ્વનિક ઉડ્ડયન કરતાં વિમાનો તેમની સપાટી પર અત્યંત ઘર્ષણ અનુભવે છે તેથી તેની સપાટીની ગરમી 60,000 ફૂટ (18,288 મી. આશરે) ઊંચે પણ (જ્યાં -60° સે. જેટલું તાપમાન હોય છે) 150° સે. સુધી પહોંચે છે. આથી તેની સપાટીને ઠંડી રાખવા ખાસ પ્રકારની રચના કરવી પડે છે. પાઇલટની આગળ રહેતો શંકુ (nose-cone) પણ ખાસ રચનાવાળો હોય છે તેને ભાલા જેવી અણી હોય છે, જેથી ધ્વનિની ગતિ ‘તોડવા’માં મદદ મળે. વળી આ ‘શંકુ’ ઉડ્ડયનના તબક્કા પ્રમાણે સ્થિતિ બદલે છે. સમગ્ર વિમાનની રચના ખાસ પ્રકારની હોય છે.
આકૃતિ 4 : કૉન્કૉર્ડ વિમાનના અગ્રભાગની જુદી જુદી સ્થિતિઓ : ઉપરની સ્થિતિ પરાધ્વનિક ઉડ્ડયનની, વચ્ચેની સ્થિતિ પરાધ્વનિકથી ઓછા ઉડ્ડયન વખતની અને નીચેની સ્થિતિ વિમાન ઉતરાણ કરતું હોય તે વખતની છે.
આવાં વિમાનો વધુ ખર્ચાળ અને પ્રદૂષણ વધારનારાં હોય છે. તે ઓઝોન કવચને નુકસાન કરે છે એમ મનાય છે. આથી હાલ કોઈ પણ કંપની આવાં વિમાનો મુસાફરી માટે બનાવતી નથી.
પરાધ્વનિક વિમાનો લશ્કરી ઉપયોગમાં વધારે વપરાય છે. દુનિયાનું સૌથી પહેલું પરાધ્વનિક વિમાન BELL X-1 રૉકેટ-વિમાન હતું અને તેનું પ્રથમ ઉડ્ડયન કૅપ્ટન યીગરે 1947માં કરેલું. તેનો મૅક અંક માત્ર 1.01 હતો અને પ્રથમ પરાધ્વનિક લડાયક વિમાન 1953માં બનાવેલ સેબર જેટ હતું, જે 1.5 મૅક અંક ધરાવતું હતું. બંને વિમાનો અમેરિકાએ બનાવેલાં હતાં.
પ્રકાશ રામચંદ્ર