声爆

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一个2.92马赫的飞机生成的音爆,圆锥角度为20°。当圆锥边缘的冲击波穿越观察者的位置,他会听到一声爆炸,在此之前他是听不到音爆的。
当飞机突破音障的时候,有时会爆炸出不寻常的云雾,这是由于冲击波造成空气被压缩,使的压力增加,导致水蒸气凝结成水滴、形成云雾。

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响声。音爆的声音能量巨大,听起来像爆炸一样。超音速的子弹飞过头顶,或者挥动长牛鞭英语Bullwhip,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(pressure wave)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]

一些研究宣称,美国海军在波多黎各维耶克斯岛制造的音爆,增大了声振类疾病的发病率,使心脏组织增厚. 但是,其他一些科学家对此有争议。[来源请求]

视频集[编辑]

参考文献[编辑]

外部链接[编辑]