音爆是什么原因产生的?音爆是什么原因产生的?
“音爆”只有在飞机作超音速飞行时才会出现。当飞机在一定高度下以超音速飞行时,由于激波引起的强烈的压力变化。使我们听到了“音爆”。那么,随飞机一道前进的飞行员是不是也会有同样的感觉呢?其实飞行员是不会听到这种响声的,因为飞行员坐在座舱里,激波引起的压强、密度、温度的变化,飞行员是法感觉到的。即使座舱不密封。由于飞行员始终处于前激波的后面、后激波的前面,也就是说,他是处在一个暂时的稳定的等压强的条件下,也是听不到的“音爆”的强弱以及即对地面影响的大小,与飞机飞行高度有着直接的关系。因为,激波和水被一样,距离越远,波的强度也越弱。当飞机作低空超音速飞时,不但地面的人畜能听到震耳欲聋的巨响,影响人们的生活和工作,严重的还可以震碎玻璃,甚至损坏不坚固的建筑物,造成直接的损失。随着飞行高度的增加这种影响越来越弱,当超过一定的高度后,地面基本不会受到影响。
音爆的现象
不管是声音还是物体在空气中传导时都会受到阻力,使其产生震荡就会形成一道屏障,并且传递速度也会逐渐衰减,这也被称为音障。而当这个物体的速度足够快,达到超音速时冲过这道屏障时,就相对于产生一个强烈的冲击波一样,我们耳朵就会听到“啪”的爆炸声,这就形成音爆了,并且有时还会同时伴随出现一团锥形云。
音爆的由来
我们知道声音在空气中传播的速度是340m/s,而当一个物体在空气中超过了这个速度时这就是超音速。现在我们对音爆这种物理现象的了解,多是通过超音速飞机看到或听到的,其实第一次音爆现象也是通过飞机实现的。在1947年美国人驾驶的X-1型飞机,以每小时1278公里的速度飞行时,在空中留下一团云雾并且伴随着一声巨响,这是人类第一次突破音障,这个飞行员也是人类第一个将声音抛在后面的人。
音爆的原理
当我们往水中扔一个石头时,水面就会出现一圈圈的波浪,这是因为水平面被扰动后出现的,而在空气中被运动的物体扰动也会形成波。声音在空气中就是以波浪的形式传播的,你可以将声波想象成从中心点发出的很多同心圆,而每个圆代表声波的波浪。当中心发声源不动时声波的波浪圈就会对称的传递下去,当发声源开始运动并且速度还相当快,超过了前面已经发出的声波圈,前面的声波圈就会被压扁堆积,每一波会比前一波更快地到达,这种声波压缩的结果是声音频率的增加,这就好比朝你开来的车声音越来越大,而离你远去的车声音越来越低。以超音速飞机为例,当它们在飞行时也会不断地发出声波,这些声音来源于发动机的噪音和空气阻力,这些声音也跟其它发声源一样以同心圆的方式传播,当飞机的速度越快这些同心圆声波就越接近,但是只要速度不超过340m/s,这些同心圆声波就不会相互碰撞或者重叠,因为这些声波能在后一个波到达时前一个波能扩散开。但是当飞行速度超过声速时飞机比声波更快,飞机对空气的压缩无法迅速传播,逐渐在飞机的前面压缩积累犹如一道墙,当突破这道墙时能量高度集中,这些能量传到耳朵里时就会让人感觉到短暂而强烈的爆炸声,这就是音爆形成的原因。
音爆现象的产生是因为飞机的速度超过声速导致声音在空气中的能量被压缩积累、传入耳朵的能量过大所导致的。
音爆,又叫声爆、轰声,在飞机速度超过声速,也就是飞机比声波更快时,飞机对空气的压缩无法传播,这便会导致飞机的前方形成一道看不见的墙,而当这道墙被冲破时,之前所累积集聚的能量高度集中且巨大,传入耳朵便会让人感觉到短暂却猛烈的爆炸声,这就是音爆产生的原因。
除了飞机上的乘客以外,音爆有时也会对陆上人们的生产生活造成一定的影响,但影响范围与程度和飞机飞行的具体高度、速度、重量和气象条件等多方面因素有关,同时由于音爆的压力波是突然到达地面的,所以人们听到的一般都会是骤然的巨响,极有可能造成惊吓或干扰。