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飛機從亞音速飛到超音速會發生什麽?

飛機從亞音速飛到超音速會發生什麽?

飛機從亞音速飛到超音速會發生什麽?當地時間2020年9月30日中午,法國首都巴黎上空發生“巨大爆炸”。後來證實,爆炸是由壹架戰鬥機沖破音障引起的。飛機必須飛到高速上與空管部門失去聯系的客機上接受檢查,國防部已批準其突破音障。那麽音障是什麽,為什麽這麽可怕?

聲音在空氣中傳播就像把石頭扔進水中產生的水波,以波的形式向外傳播,這就是聲波。我們平時聽到的聲音是由聲波進入耳朵振動耳膜產生的。當飛機在空中以超音速飛行時,機頭或突出部分會出現楔形或錐形的波浪,就像快艇在水中前進壹樣。這就是沖擊波。飛機發出的密集聲波無法跑到飛機前方,都堆積在機身後方,形成壹個圓錐形的聲錐。當它們向外擴散時,相互幹涉、相互影響,然後匯聚成壹個包括機頭在內的前音速激波和壹個隨機尾部的後激波。

飛機在亞音速飛行時沒有激波,影響其氣動特性的主要因素是粘性和氣流分離。當飛機的飛行速度接近音速時,會產生很強的阻力,使物體產生強烈的振蕩,速度衰減。這種現象叫做音障。當音障被打破後,由於物體本身對空氣的壓縮不能迅速傳播,逐漸在物體迎風面積聚,最終形成沖擊波面,聲能高度集中在該面上。當這些能量到達人們的耳朵時,人們會感受到短暫而又極其強烈的爆炸,這就是所謂的音爆。

音爆只發生在飛機以超音速飛行時。飛機超音速飛行產生的強大壓力波傳到地面形成如雷的爆炸。在突破音障時,壹個奇怪的現象就是音爆雲,這是因為周圍的空氣由於氣壓的增加而被壓縮到激波面的後面,使水蒸氣凝結成微小的水滴,看起來就像雲壹樣。這種霧通常只持續幾秒鐘,轉瞬即逝。所以音爆雲常見於戰鬥機和艦載機。在海上,空氣很潮濕,雲更大更漂亮,就像給飛機穿上了天鵝裙。如果能親眼看到,那場面還挺壯觀的。