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音爆. V( r/ a2 S/ C- a1 W
目錄簡(jiǎn)介 形成 危害 觀察 : @4 r# z' G) f: a
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簡(jiǎn)介 ![]() 音爆 # T! v" [# d4 L8 G
音爆（sonic boom）,，如果給空氣一個(gè)擾動(dòng)，聲音也會(huì)象水一樣通過波的形式向外傳播,，這就是聲波,。我們平時(shí)聽見的聲音就是聲波傳入耳內(nèi)刺激鼓膜產(chǎn)生的。當(dāng)飛機(jī)在空中作超音速飛行時(shí),，在機(jī)頭或突出部分,，也會(huì)象水中前進(jìn)的快艇一樣出現(xiàn)一種楔形或錐形波，這就是激波,。飛機(jī)所發(fā)出的疏密狀的音波無法跑到飛機(jī)前方,，所以就全部疊在機(jī)身后方，形成了圓錐形狀的音錐,。當(dāng)它們向外傳播時(shí)便互相干擾和影響,，然后匯集成一道包羅機(jī)頭的 前激波和一道尾隨機(jī)尾的后激波,。這種波雖然可以用上述的楔形水波來比擬，但有著迥然不同的性質(zhì),。激波的厚度很小,，經(jīng)過波后空氣的壓強(qiáng)、密度,、溫度都突然升高，速度立即下降,。當(dāng)這兩道激波波及到無論哪個(gè)空間和物體時(shí),，均會(huì)感到這種強(qiáng)烈的變化，反映到人的耳朵里,，使耳鼓膜受到突然的空氣壓強(qiáng)變化,，就感覺是兩聲雷鳴般的巨響。這種響聲就稱之為“音爆”,。 3 K/ J; H& C! V* t) }, Y# r
![]() 音爆 2 m2 k) e N5 z
“音爆”只有在飛機(jī)作超音速飛行時(shí)才會(huì)出現(xiàn),。“音爆”的強(qiáng)弱以及對(duì)地面影響的大小,，與飛機(jī)飛行高度有著直接的關(guān)系,。因?yàn)椋げê退ㄒ粯�,，距離越遠(yuǎn),，波的強(qiáng)度也越弱。當(dāng)飛機(jī)作低空超音速飛行時(shí),，不但地面的人畜能聽到震耳欲聾的巨響,，影響人們的生活和工作，飛機(jī)有角度的超音速飛行時(shí)還可以震碎玻璃,，甚至損壞不堅(jiān)固的建筑物,，造成直接的損失。隨著飛行高度的增加,，這種影響越來越弱,，當(dāng)超過一定的高度后，地面基本不會(huì)受到影響,。（根據(jù)“流言終結(jié)者”的測(cè)試,，兩架超音速飛行的飛機(jī)從150米的低空飛過汽車、普通房間和一桌子的玻璃器皿,，除了房間的窗框被震下,，并沒有造成任何玻璃的破碎；經(jīng)過5次60米低空飛行（合法飛行的最低限度）,，房間的玻璃被震碎,、汽車的后視鏡被震掉,，而下面的玻璃器皿仍舊沒有任何破碎。也就是說,，超音速飛機(jī)造成的音爆幾乎無法造成玻璃破碎,。） ( A9 U4 w5 q$ A3 E4 e
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形成 把視線從天空轉(zhuǎn)向水面，把一粒石子投入水中,，水面便會(huì)出現(xiàn)一圈圈漣漪,，這是石子擾動(dòng)水面形成的波。再看看航行的船,，船頭激起了 倒V字型的楔形波紋,。在空氣中運(yùn)動(dòng)的物體與水上行船相似，只不過二維的水面變成了三維的空間,，任何在空氣中運(yùn)動(dòng)的物體都會(huì)擾動(dòng)空氣形成波,。這看起來沒什么，但當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度越來越快時(shí),，問題就出現(xiàn)了,。空氣中波的運(yùn)動(dòng)速度是有限的,，也就是音速,，當(dāng)物體的速度達(dá)到音速時(shí)，它激起的那些波就被物體本身趕上了,，堆積起來,。換句話說，就是空氣分子來不及逃開,，被擠壓在了一起,。喜歡玩兒水的朋友肯定對(duì)這種場(chǎng)景有所體會(huì)，水是溫柔無形的,，不過你如果想玩一下十米跳臺(tái),，那可要小心，如果玩的不甚熟練,，不小心肚皮接觸了水面,，溫柔的水同樣可以把你“揍”的七暈八素，肚皮青紫,。如果玩兒的更驚險(xiǎn),，來個(gè)懸崖跳水，如果姿勢(shì)不當(dāng),，那跟跳樓沒什么區(qū)別,。 8 N; i. C7 W9 ]. ]0 {
當(dāng)飛機(jī)的速度接近音速，情況與之類似,，一堵空氣墻橫在前面,。無奈上火的你多么希望自己變身綠巨人,，轟隆一聲把人撞得滿天飛，哪怕胳膊上掛著七八個(gè)潮男靚女也阻擋不住你追求愛情的心,。恭喜你,，你悟到了超音速的真諦。只要?jiǎng)恿ψ銐虺渑�,，結(jié)構(gòu)足夠結(jié)實(shí),，外形足夠合理，被空氣墻裹住的飛機(jī)便會(huì)超過音速,。此時(shí)被壓縮到極致的空氣被穿透,，產(chǎn)生了激波。激波是什么你大可不必詳細(xì)了解,，因?yàn)樗婕暗健办�,、信息,、介質(zhì),、場(chǎng)、紊流”等一系列玄而又玄的概念,。你只需知道這激波可以造成壓力的劇烈波動(dòng),。這就是莫哈維沙漠上神秘巨響的來源，更通俗的名稱叫做音爆,。如果你有幸聽過音爆,，你會(huì)注意到它實(shí)際上是由緊鄰的兩聲巨響組成的，這分別代表了空氣被飛機(jī)前部撞開和空氣在飛機(jī)尾部閉合形成的激波,。當(dāng)然,，由于地面和建筑物的反射，那聲音更像是打雷,，綿延不絕,。
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危害 音爆的能量巨大，一架低空超音速飛行的戰(zhàn)斗機(jī)產(chǎn)生的音爆足以震碎門窗玻璃,。有人測(cè)量過,，一架在 16000米高空以兩倍音速飛行的協(xié)和客機(jī)產(chǎn)生的音爆對(duì)地面產(chǎn)生的壓強(qiáng)高達(dá)100帕，相當(dāng)于給一塊一平米左右的窗玻璃上施加10公斤的力,，玻璃嘩嘩直響就不難解釋了,。我們把壓強(qiáng)換算成更直觀的聲強(qiáng)，100帕大約相當(dāng)于133分貝,，如果你恰好身處某重金屬搖滾音樂會(huì)的大音箱旁邊,，就知道133分貝的聲音會(huì)對(duì) 你產(chǎn)生什么樣的影響了。因此協(xié)和被禁止在陸地上進(jìn)行超音速飛行,，這與高昂的營(yíng)運(yùn)費(fèi)用一起直接斷送了這種優(yōu)雅的飛機(jī)的生命,，2003年,，所有的協(xié)和退出市場(chǎng)，從此天空中不再有超音速客機(jī)的身影,。
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4 v8 B! s, w' g/ @) q2 L" a觀察 ![]() 音爆
8 l+ }& ]+ m% a/ d, r2 h# h& o有許多人聽過音爆,，但是卻很少人看過它。 當(dāng)飛機(jī)以超過音速的速度飛行,，在飛機(jī)正好要加速穿過音障時(shí),，在飛機(jī)的周圍，有時(shí)候會(huì)有一團(tuán)云霧形成,。不過,，這團(tuán)云霧的成因是什么,，仍然頗有爭(zhēng)議。目前最風(fēng)行的理論認(rèn)為，在那瞬間四周空氣壓力驟降,，發(fā)生了一種奇特效應(yīng)，因此,，空氣中的水氣就凝結(jié)成小水滴形成一團(tuán)云霧,。在上面這張照片中，可以看見一架F/A-18黃蜂號(hào)戰(zhàn)機(jī)正好穿過音障,。除了飛機(jī)之外,，大型流星體和航天飛機(jī)還有火箭進(jìn)入地球大氣時(shí)，當(dāng)它們的速度降到音速以下的瞬間,，也常會(huì)產(chǎn)生音爆,。 |
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樓主: 掃街
發(fā)表于 2010-10-18 17:55:50
發(fā)表于 2010-10-19 14:14:52
