聲爆

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一個2.92馬赫的飛機生成的音爆,圓錐角度為20°。當圓錐邊緣的衝擊波穿越觀察者的位置,他會聽到一聲爆炸,在此之前他是聽不到音爆的。
當飛機突破音障的時候,有時會爆炸出不尋常的雲霧,這是由於衝擊波造成空氣被壓縮,使的壓力增加,導致水蒸氣凝結成水滴、形成雲霧。

聲爆(或音爆英文Sonic boom)是在空氣中運動的物體速度突破音障時,產生衝擊波而伴生的巨大響聲。音爆的聲音能量巨大,聽起來像爆炸一樣。超音速的子彈飛過頭頂,或者揮動長牛鞭英語Bullwhip,都會產生較大的噼啪聲,這些都是微型的音爆。[1]

通常聲爆是由超音速戰鬥機或其他超音速飛行器,如協和式客機進行跨音速飛行時造成的,而另外槍械射擊時所產生的爆音亦同樣是一種聲爆。飛機在以較低速度飛行時產生的聲音是向各個方向傳播的。由於飛機的快速運動,飛機頭部發出的聲波受到擠壓,而飛機尾部發出的聲波則被擴散,集中在一個錐形範圍之中。

當飛機以音速飛行時,飛行的速度比它發出的聲波的速度更快。觀察快速行駛的汽艇可以發現,汽艇的速度比它形成的水波快,以致於水波不是在汽艇的周圍以圓圈形式傳播,而是排成三角形,三角形的頂尖正好與汽艇的頭部相重合。對於音速飛行的飛機,由於聲波是向各個方向傳播的,形成的就不是三角形,而是圓錐形,錐體的頂尖位於機身上。在這個錐體中,飛機的聲波被壓縮成單個脈衝,這個錐體被飛機「拖著」,並向四周擴散,直至飛機過去後,聲音才到達我們的耳朵,於是我們突然感到一個衝力,這就是聲爆現象

噪音問題[編輯]

產生音爆的飛機外形與觀察者之間的距離,很大程度上取決決定了音爆的聲音大小。通常情況下,音爆聽起來是兩聲沉沉的爆炸響,而此時飛行器距觀察者還有一段距離。但是, 正如親眼目睹太空梭著陸的人們所聽到的,當飛機在附近時,音爆是更尖銳的梆梆聲和噼啪聲,像煙花表演里爆竹的聲響。

有一種常見的誤解,就是從次音速到超音速的過程中只產生一次音爆。實際上,在整個超音速飛行中,音爆在接地區域(boom carpet)是一直持續著的,飛機飛到哪裡,尾後就會拖著噪音的衝擊波,所以超音速飛機只能在海上飛行,或者飛到25公里以上的高層大氣,因為在那裡近乎真空,大氣密度只有地面的5%以下,否則這條航線沿途必然引起居民的對噪聲的抗議。一個駕駛協和飛機的前飛行員說,"在飛機上你什麼都聽不到,只能看見壓力波(pressure wave)向飛機下移動——這在飛機儀表上也能讀出來,1馬赫時是聽不到音爆的。音爆更像船的尾跡,在我的身後。"[2]

對健康的影響[編輯]

一些研究宣稱,美國海軍在波多黎各維耶克斯島製造的音爆,增大了聲振類疾病的發病率,使心臟組織增厚. 但是,其他一些科學家對此有爭議。

影片集[編輯]

參考文獻[編輯]

外部連結[編輯]