声爆
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声爆（或音爆，英文：Sonic boom）是在空气中运动的物体速度突破音障时，产生冲击波而伴生的巨大听起来像爆炸一样。超音速的子弹飞过头顶，或者挥动长牛鞭，都会产生较大的噼啪声，这些都是微型的音爆[1]。
通常声爆是由超音速战斗机或其他超音速飞行器，如协和飞机进行跨音速飞行时造成的，而另外枪械射击时所产生的爆音亦同样是一种声爆。飞机在以较低速度飞行时产生的声音是向各个方向传播的。由于飞机的快速运动，飞机头部发出的声波受到挤压，而飞机尾部发出的声波则被扩散，集中在一个锥形范围之中。
当飞机以音速飞行时，飞行的速度比它发出的声波的速度更快。观察快速行驶的汽艇可以发现，汽艇的速度比它形成的水波快，以致于水波不是在汽艇的周围以圆圈形式传播，而是排成三角形，三角形的顶尖正好与汽艇的头部相重合。对于音速飞行的飞机，由于声波是向各个方向传播的，形成的就不是三角形，而是圆锥形，锥体的顶尖位于机身上。在这个锥体中，飞机的声波被压缩成单个脉冲，这个锥体被飞机“拖著”，并向四周扩散，直至飞机过去后，声音才到达我们的耳朵，于是我们突然感到一个冲力，这就是声爆现象。
噪音问题
[编辑]产生音爆的飞机外形与观察者之间的距离，很大程度上取决决定了音爆的声音大小。通常情况下，音爆听起来是两声沉沉的爆炸响，而此时飞行器距观察者还有一段距离。但是正如亲眼目睹航天飞机着陆的人们所听到的，当飞机在附近时，音爆是更尖锐的梆梆声和噼啪声，像烟花表演里爆竹的声响。
有一种常见的误解，就是从次音速到超音速的过程中只产生一次音爆。实际上，在整个超音速飞行中，音爆在接地区域（boom carpet）是一直持续着的，飞机飞到哪里，尾后就会拖著噪音的冲击波，所以超音速飞机只能在海上飞行，或者飞到25公里以上的高层大气，因为在那里近乎真空，大气密度只有地面的5%以下，否则这条航线沿途必然引起居民的对噪声的抗议。一个驾驶协和飞机的前飞行员说：“在飞机上你什么都听不到，只能看见压力波向飞机下移动——这在飞机仪表上也能读出来，1马赫时是听不到音爆的。音爆更像船的尾迹，在我的身后。”[2]
对健康的影响
[编辑]有研究宣称，美国海军在波多黎各的别克斯岛制造的音爆，增大了声振类疾病的发病率，使心脏组织增厚。[3]
视频集
[编辑]参考文献
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- ^ Mike May, Crackin' Good Mathematics, American Scientist, Volume 90, Number 5, 2002. [2015-11-26]. （原始内容存档于2016-03-22）.
- ^ BBC News interview with former Concorde Pilot (2003). [2015-11-26]. （原始内容存档于2020-11-24）.
- ^ Lindsay-Poland, John. "Health and the Navy in Vieques." Fellowship of Reconciliation. 2001. Retrieved on 2007-01-19.