Valknal

Dat is een klein bezwaar van de onlangs zo bejubelde televisie als moderne informatiebron: je ziet soms wat, bedenkt pas later dat het interessant is, wil het opnieuw zien maar moet steevast vaststellen dat het dan voorgoed uit de aether is verdwenen. Dan is er alleen een peperduur bedrijf in Amsterdam dat je nog een band of een uitgetikt verslag kan nasturen. Als je nog wist op welk `net' je het programma had gezien, wat tegenwoordig gelukkig niet zo moeilijk is omdat de lui van de televisie de naam van hun net meestal dwars door de informatie heen projecteren.

Zo kwam er afgelopen week bij het zappen een gepensioneerde Amerikaanse luchtmachtman in beeld die als jongeman zijn brood verdiende met het testen van drukpakken (`pressure suits'). Hij ging met een ballon omhoog tot in de stratosfeer en liet zich dan pardoes naar beneden vallen. Helemaal op het laatst deed hij zijn parachute open en later bekeken dokters en dergelijke hoe hij het er van af had gebracht.

De tv-kijker vernam allerlei wetenswaardigheden en hoorde de luchtmachtman opeens zeggen dat-ie altijd halverwege zijn valpartij de geluidsbarrière doorbrak. De interviewer deed of-ie het niet hoorde, of het de gewoonste zaak van de wereld was, en begon weer over dat pak. Het bleef dus onduidelijk hoe de luchtmachtman de barrièredoorbraak had beleefd, of er op aarde een knal had geklonken, etc. Misschien had de man dat al eerder in de uitzending verteld, maar zoals gezegd, in televisieland is er geen weg terug.

Als losstaand feit was het al bijzonder genoeg. Als de onbekende springer al voor 1947 drukpakken testte is hij nog eerder door de geluidsbarrière gereisd dan de beroemde Charles (Chuck) Yeager met zijn Bell XS-1. Wie zou dat niet willen: zo hard uit de lucht vallen dat het lichaam schokgolven gaat uitzenden en op aarde een `sonic boom' opwekt en toch min of meer heelhuids arriveren?

De vraag is natuurlijk of het wel kan. Toen hier, bijna drie jaar geleden, onderzoek werd gedaan naar het gevaar van kogels die in het Nabije Oosten bij vreugdeuitingen omhoog worden geschoten, was de conclusie dat kogels niet gauw sneller dan het geluid terugvallen. Het vermoeden was dat ze niet eens sneller gingen dan een parachutist in vrije val, maar het werd niet helemaal duidelijk wat de eindsnelheid ìs van de parachutist die de parachute niet gebruikt.

Inmiddels is er ook Internet als moderne informatiebron en met de zoektermen `free fall' en `terminal velocity' komt de geïnteresseerde een heel eind: de duivelse skydivers beschrijven hun piekervaringen gretig en uitvoerig. Omdat ze waarschijnlijk altijd zowel een horloge als een hoogtemeter bij zich hebben zal er onder hen een redelijk beeld bestaan van de eindsnelheid. Het net geeft waarden die, van mile naar kilometer omgerekend, variëren tussen 170 en 260 km/h en noemt een maximum van 480 km/h. Dat is dus 50 tot 70 m/s met een mogelijke uitschieter naar 135 m/s: vèr beneden de geluidssnelheid van ongeveer 340 m/s.

Toch is er een site van de NASA die met stelligheid en gezag beschrijft hoe al in de jaren veertig verzwaarde modellen die vanaf grote hoogte in vrije val werden gebracht een eindsnelheid bereikten van 1,0 tot 1,2 maal de geluidssnelheid. Waarschijnlijk is de grote starthoogte een voorwaarde. Op 15 km boven het aardoppervlak is de luchtdichtheid nog maar 16 procent van hier beneden en de luchtweerstand (die de eindsnelheid binnen de perken houdt) is evenredig lager. Er wordt dus – aanvankelijk – een veel grotere valsnelheid bereikt dan al die skydivers opgeven. Bovendien is de geluidssnelheid op grote hoogte zo'n 10 à 15 procent lager dan aan de grond.

Wie zich realiseert hoe lang een seconde duurt en hoe kort een meter is komt tot de slotsom dat de geluidssnelheid eigenlijk zo laag is dat-ie wel vaker op onverwachte plaatsen gepasseerd zal worden. Met een flinke armzwaai zal het niet veel worden, maar er is vast wel ergens een kermisattractie die de klant op 340 m/s brengt. Tegenwoordig kun je voor dit soort problemen terecht bij diensten als de Scienceline van het Britse ScienceNet of bij de Amerikaanse National Science Foundation (`Ask a scientist or engineer'). Vaak is iemand je voor geweest en is er al een kant en klaar antwoord op je nog ongestelde vraag. Wat de armzwaai betreft houdt een aantal technici veiligheidshalve alle mogelijkheden open, al vreest men dat het eerder een sonic pop dan een sonic boom zal opleveren.

Dat is in zijn algemeenheid een beetje het probleem: als kleine voorwerpjes de geluidsbarrière doorbreken levert dat niet veel kabaal op. De mondingssnelheid, de `muzzle velocity', van veel kogels is, zoals in Jane's Infantry Weapons is op te zoeken, vaak twee tot driemaal de geluidssnelheid (dus meer dan 1000 m/s). De langsfluitende kogel zal in het begin van zijn baan dus ook flink schokgolven verspreiden, maar klachten daarover verneemt men zelden. Het schot zelf maakte het meeste lawaai, na montage van een geluiddemper (een silencer) blijft er slechts een geluid over dat de gebruiker als een `crack' beschrijft.

Dezelfde beschrijving wordt wel gegeven van het geluid dat de zweep maakt waarmee de dompteur zijn roofdieren in gelid zet. Uiterst hardnekkig blijkt het gerucht dat deze `crack' wordt opgewekt door het topje van de `bullwhip' waneer dat in een goedgelukte zweepslag de geluidsbarrière doorbreekt. Bij nader inzien blijkt dit vermoeden al terug te gaan tot de jaargang 1915 van Scientific American. Een bevestiging viel niet zomaar te krijgen.

Volgens de Internet-actiegroep Stopchopper bereiken ook de toppen van de rotorbladen van helikopters in vol bedrijf een snelheid van meer dan die van het geluid. (Vandaar, zegt de groep, het chopchopchop waaraan ze hun naam danken.) Waarschijnlijk is het niet. De rotorarmen van helikopters kunnen wel 12 meter lang worden en dan is een rotatiesnelheid van meer dan 270 rpm nodig om door de barrière te gaan. Maar dan wordt chopchopchop al gauw rrrrrrr. Blijft over: de ballon. Ook die gaat door de barrière als hij klapt, rekenen deskundigen voor. Met Koninginnedag meer hierover.