Вплив вертикального розподілу температури і вітру на політ та на розповсюдження звукової хвилі виявляється при русі ПС з швидкістю близькою до швидкості звуку, тому що сильно зростає лобовий опір внаслідок стискання повітря. В залежності від швидкості польоту відрізняють такі режими польоту:
а) швидкість літака набагато менша швидкості звуку;
б) швидкість літака приблизно дорівнює швидкості звуку;
в) швидкість літака дорівнює швидкості звуку;
г) швидкість літака перевищує швидкість звуку.
Зв’язок між стисканням повітря та швидкістю звуку пояснюється тим, що будь-яке тіло, що рухається, є джерелом звуку. Таке тіло під час зіткнень з частинками повітря перед собою породжує звукову хвилю, що передається від одних повітряних частинок до інших зі швидкістю звуку. Частинки перед тілом отримають сигнал у вигляді звукових коливань.
При швидкості тіла набагато меншій швидкості звуку воно відчуває невеликий опір повітря. Тиск на лобовій поверхні літака не може істотно зростати.
Якщо швидкість літака приблизно рівняється швидкості звуку, але не дорівнює, то на літаку, у окремих точках, виникають місцеві швидкості. Літак буде зазнавати слабкого опіру.
Якщо швидкість літака дорівнює швидкості звуку, то у кожний момент він наздоганяє коливання часток, які породжені його рухом, і прибуває на нове місце одночасно з коливаннями. Тут створюється „прямий стрибок” або „плоска хвиля”. Таким чином повітря чинить великий опір, та формується „хвильова криза” або „флаттер”. Тому літак знаходиться у колі плоских хвиль, що рухаються разом з ним, а це може призвести до його руйнування.
Якщо швидкість літака перевищує швидкість звуку, то звукові хвилі відстають від літака, та позад нього утворюється „сім’я” сферичних хвиль. В кожний момент часу літак породжує нові хвилі, а ті, що сформувалися раніше, розповсюджуються позад літаку. Через те вслід літаку створюється конус збурювання, який тим гостріший, чим більша швидкість літаку. Поверхня цього конусу є фронтом ударної хвилі.
Всі характеристики на межі конусу змінюються стрибкоподібно. Інтенсивність стрибка залежить від відстані до джерела збурювання. Найбільш сильний стрибок пов’язаний з великим опором повітря та стрибками його тиску і густини.
Звуковий удар – створюється в результаті поширення ударної хвилі, що формує НТЛ. Внаслідок перетину фронту ударної хвилі та поверхні землі роздається звуковий удар. Мікробарографи регіструють стрибок атмосферного тиску. Звичайно буває два звукових удари – від носової та хвостової частини літака. Якщо різниця між ними більш 0,08 с, то вухо відчуває два удари, а якщо менш 0,08 с – то один.
Величина звукового удару залежить від типу літака, швидкості та висоти його польоту, від метеорологічних умов переходу до надзвукової швидкості. В залежності від стрибка тиску людина може відчувати громоподібний удар при DР = 1,5 кг×см-2, при DР = 5…15 кг×см-2 – вилітають стекла з вікон, при DР ≥ 40 кг×см-2 – руйнуються будівлі.
Формування прямого конусу ударної хвилі можливе тільки при ізотермії.
