音爆. o* S' L: g! U( U& `* D) c
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簡介 ![]() 音爆
9 q: [+ T) Z) x# m( z ]6 |+ N音爆（sonic boom）,，如果給空氣一個擾動,，聲音也會象水一樣通過波的形式向外傳播，這就是聲波,。我們平時聽見的聲音就是聲波傳入耳內刺激鼓膜產生的,。當飛機在空中作超音速飛行時，在機頭或突出部分,，也會象水中前進的快艇一樣出現一種楔形或錐形波,，這就是激波。飛機所發(fā)出的疏密狀的音波無法跑到飛機前方,，所以就全部疊在機身后方,，形成了圓錐形狀的音錐。當它們向外傳播時便互相干擾和影響,，然后匯集成一道包羅機頭的 前激波和一道尾隨機尾的后激波,。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,。激波的厚度很小,，經過波后空氣的壓強、密度,、溫度都突然升高,，速度立即下降。當這兩道激波波及到無論哪個空間和物體時,，均會感到這種強烈的變化,，反映到人的耳朵里，使耳鼓膜受到突然的空氣壓強變化,，就感覺是兩聲雷鳴般的巨響,。這種響聲就稱之為“音爆”。
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“音爆”只有在飛機作超音速飛行時才會出現,�,！耙舯钡膹娙跻约皩Φ孛嬗绊懙拇笮。c飛機飛行高度有著直接的關系,。因為,，激波和水波一樣，距離越遠,，波的強度也越弱,。當飛機作低空超音速飛行時,，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,，飛機有角度的超音速飛行時還可以震碎玻璃,，甚至損壞不堅固的建筑物，造成直接的損失,。隨著飛行高度的增加,，這種影響越來越弱，當超過一定的高度后,，地面基本不會受到影響,。（根據“流言終結者”的測試，兩架超音速飛行的飛機從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，超音速飛機造成的音爆幾乎無法造成玻璃破碎,。）
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3 Q% u1 W+ h- _ m: H3 c" C% R形成 把視線從天空轉向水面,，把一粒石子投入水中，水面便會出現一圈圈漣漪,，這是石子擾動水面形成的波,。再看看航行的船，船頭激起了 倒V字型的楔形波紋,。在空氣中運動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，任何在空氣中運動的物體都會擾動空氣形成波,。這看起來沒什么,，但當物體運動的速度越來越快時,，問題就出現了,。空氣中波的運動速度是有限的,，也就是音速,，當物體的速度達到音速時，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這種場景有所體會,，水是溫柔無形的，不過你如果想玩一下十米跳臺,，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,，來個懸崖跳水,，如果姿勢不當，那跟跳樓沒什么區(qū)別,。 ! j4 ^+ N' d0 S3 z8 X! g
當飛機的速度接近音速,，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。只要動力足夠充沛,，結構足夠結實,，外形足夠合理，被空氣墻裹住的飛機便會超過音速,。此時被壓縮到極致的空氣被穿透,，產生了激波。激波是什么你大可不必詳細了解,，因為它涉及到“熵,、信息、介質,、場,、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,。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,，你會注意到它實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前部撞開和空氣在飛機尾部閉合形成的激波,。當然，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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, J2 Q4 B4 d+ w _" _# \2 b危害 音爆的能量巨大,，一架低空超音速飛行的戰(zhàn)斗機產生的音爆足以震碎門窗玻璃,。有人測量過，一架在 16000米高空以兩倍音速飛行的協(xié)和客機產生的音爆對地面產生的壓強高達100帕,，相當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。我們把壓強換算成更直觀的聲強,，100帕大約相當于133分貝,，如果你恰好身處某重金屬搖滾音樂會的大音箱旁邊，就知道133分貝的聲音會對 你產生什么樣的影響了,。因此協(xié)和被禁止在陸地上進行超音速飛行,，這與高昂的營運費用一起直接斷送了這種優(yōu)雅的飛機的生命，2003年,，所有的協(xié)和退出市場,，從此天空中不再有超音速客機的身影。
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0 {2 Y/ s$ S7 M4 C' ?觀察 ![]() 音爆 ! V! ^1 t0 d( O7 h; s
有許多人聽過音爆,，但是卻很少人看過它,。 當飛機以超過音速的速度飛行，在飛機正好要加速穿過音障時,，在飛機的周圍,，有時候會有一團云霧形成。不過,，這團云霧的成因是什么,，仍然頗有爭議。目前最風行的理論認為,，在那瞬間四周空氣壓力驟降,，發(fā)生了一種奇特效應，因此,，空氣中的水氣就凝結成小水滴形成一團云霧,。在上面這張照片中，可以看見一架F/A-18黃蜂號戰(zhàn)機正好穿過音障,。除了飛機之外,，大型流星體和航天飛機還有火箭進入地球大氣時,，當它們的速度降到音速以下的瞬間,，也常會產生音爆,。 |
樓主: 掃街
發(fā)表于 2010-10-18 17:55:50
發(fā)表于 2010-10-19 14:14:52
