我們知道,如果給空氣一個(gè)擾動(dòng),聲音也會(huì)像水一樣通過(guò)波的形式向外傳播,這就是聲波。我們平時(shí)聽(tīng)見(jiàn)的聲音就是聲波傳入耳內(nèi)刺激鼓膜產(chǎn)生的。音爆也是一種聲波,不過(guò),它是只有在飛機(jī)超音速飛行時(shí)才會(huì)發(fā)出的巨大聲響。
要了解“音爆”首先得從飛機(jī)高速飛行時(shí)產(chǎn)生的沖擊波或者說(shuō)是激波(本質(zhì)上也是聲波)開(kāi)始。激波的原理基于多普勒定律。當(dāng)波源運(yùn)動(dòng)的速度大于波速時(shí)(即飛機(jī)超音速行駛時(shí)),急速運(yùn)動(dòng)的波源前方不可能有任何波動(dòng)產(chǎn)生,所有的波全都被擠壓而聚集在一個(gè)圓錐面上。在這個(gè)圓錐面上,波的能量已經(jīng)被高度集中,容易造成巨大的破壞,這種波就是激波。它的性質(zhì)還是可以聽(tīng)到的聲波。
當(dāng)飛機(jī)在一定高度下以超音速飛行時(shí),由于激波引起的強(qiáng)烈的壓力變化,使我們聽(tīng)到了“音爆”
所以,當(dāng)飛機(jī)在空中做超音速飛行時(shí),在機(jī)頭或突出部分,也會(huì)像水中前進(jìn)的快艇一樣,出現(xiàn)一種楔形或錐形波,也就是激波。此時(shí),飛機(jī)所發(fā)出的疏密狀的音波無(wú)法跑到飛機(jī)前方,而是全部疊在機(jī)身后方,形成了圓錐形狀的音錐。當(dāng)它們向外傳播時(shí)便互相干擾和影響,然后匯集成一道包羅機(jī)頭的音爆前激波和一道尾隨機(jī)尾的后激波。
音爆云像是給戰(zhàn)機(jī)披著美麗的白紗裙
這種波雖然也可以用上述的楔形水波來(lái)比擬,但卻與楔形水波有著迥然不同的性質(zhì)。激波的厚度很小,經(jīng)過(guò)激波后空氣的壓強(qiáng)、密度、溫度都突然降低,氣流速度立即下降。這時(shí),無(wú)論哪個(gè)空間或物體被這兩道激波波及,均會(huì)感到這種強(qiáng)烈的變化;如果超音速飛行的飛機(jī)高度較低,激波碰到地面,反映到人耳里,即會(huì)使耳鼓膜受到突然的空氣壓強(qiáng)變化,耳朵就感覺(jué)到兩聲雷鳴般的巨響。這種響聲就稱(chēng)之為“音爆”。伴隨音爆而生的還有音爆云。
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