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【音爆】知识普及

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当物体接近音速时,会有一股强大的阻力,使物体产生强烈的振荡,速度衰减。这一现象被俗称为音障(Sound Barrier)。突破音障时,由于物体本身对空气的压缩无法迅速传播,逐渐在物体的迎风面积累而终形成激波面,在激波面上声学能量高度集中。这些能量传到人们耳朵里时,会让人感受到短暂而极其强烈的爆炸声,称为音爆(Sonic Boom)。


IP属地:北京1楼2015-05-19 12:13回复

    如果给空气一个扰动,声音也会像水一样通过波的形式向外传播,这就是声波。我们平时听见的声音就是声波传入耳内使鼓膜震动而产生的。当飞机在空中作超音速飞行时,在机头或突出部分,也会像水中前进的快艇一样出现一种楔形或锥形波,这就是激波。音爆飞机所发出的疏密状的音波无法跑到飞机前方,所以就全部叠在机身后方,形成了圆锥形状的音锥。当它们向外传播时便互相干扰和影响,然后汇集成一道包罗机头的音爆前激波和一道尾随机尾的后激波。这种波虽然可以用上述的楔形水波来比拟,但有着迥然不同的性质。激波的厚度很小,经过波后空气的压强、密度、温度都突然升高,速度立即下降。当这两道激波波及到无论哪个空间和物体时,均会感到这种强烈的变化,反映到人的耳朵里,使耳鼓膜受到突然的空气压强变化,就感觉是两声雷鸣般的巨响。这种响声就称之为“音爆”(sonic boom )。


    IP属地:北京2楼2015-05-19 12:14
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      “音爆”只有在飞机作超音速飞行时才会出现。飞机在超音速飞行时产生的强压力波,传到地面上形成如同雷鸣的爆炸声。音爆在突破音障时伴随的一个奇特现象便是“音爆云”,这是由于在激波面后方由于气压降低而引起温度降低,水气凝结形成微小的水珠,看上去就像云雾一般。这种云雾通常只能持续几秒钟,激波现身,转瞬即逝。音爆云是国内对这种现象的一个俗称,较为严肃一点的描述为Prandtl-Glauert condensation clouds(普朗特-格劳厄脱凝结云)。因此,音爆云常见于战斗机和舰载机。在海面上空气非常湿润,激起的云雾更大更漂亮。就像给飞机套上一件天鹅裙,不过没有优雅的感觉,反而是近乎疯狂。如果能亲眼看到,场面一定很壮观。


      IP属地:北京3楼2015-05-19 12:14
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        把视线从天空转向水面,把一粒石子投入水中,水面便会出现一圈圈涟漪,这是石子扰动水面形成的波。再看看航行的船,船头激起了倒V字型的楔形波纹。在空气中运动的物体与水上行船相似,只不过二维的水面变成了三维的空间,任何在空气中运动的物体都会扰动空气形成波。这看起来没什么,但当物体运动的速度越来越快时,问题就出现了。空气中波的运动速度是有限的,也就是音速,当物体的速度达到音速时,它激起的那些波就被物体本身赶上了,堆积起来。换句话说,就是空气分子来不及逃开,被挤压在了一起。喜欢玩儿水的朋友肯定对这种场景有所体会,水是温柔无形的,不过你如果想玩一下十米跳台,那可要小心,如果玩得不甚熟练,不小心肚皮接触了水面,温柔的水同样可以把你“揍”得七荤八素,肚皮青紫。如果玩儿得更惊险,来个悬崖跳水,如果姿势不当,那跟跳楼没什么区别。音爆当飞机的速度接近音速,情况与之类似,就如一堵空气墙横在前面。如果飞机的动力足够充沛,结构足够结实,外形足够合理,被空气墙裹住的飞机便会超过音速。此时被压缩到极致的空气被穿透,产生了激波,造成压力的剧烈波动。这就是莫哈维沙漠上神秘巨响的来源,更通俗的名称叫做音爆。如果你有幸听过音爆,你会注意到它实际上是由紧邻的两声巨响组成的,这分别代表了空气被飞机前部撞开和空气在飞机尾部闭合形成的激波。当然,由于地面和建筑物的反射,那声音更像是打雷,绵延不绝。


        IP属地:北京4楼2015-05-19 12:15
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          “音爆”是物体在空气中运动的速度突破音速时产生冲击波所引起的巨大响声。 通常它是由超音速战斗机或其他超音速飞行器跨音速飞行时造成的。当以色列空军战机在低空冲破音障高速飞行时,强大的“音爆”响彻整个加沙走廊。据巴勒斯坦民众介绍,这种声响有如地震或重磅炸弹,不仅令耳朵无法承受,有时甚至连鼻子都会流血,“让你在屋内发抖”。与此同时,巨大的震动波还导致墙壁出现裂缝,窗户碎裂。以色列空军战机穿越加沙上空,一共制造了28次“音爆”,有时一个晚上甚至相隔不到一个小时就发生一次。在9月的最后5天里,以空军曾经制造了29次“音爆”。尽管以色列军方坚称“音爆”不会造成伤害,但是据加沙医院的医生反映,已有大量巴勒斯坦妇女因此流产,比率比以往激增了4成。医生们称,他们找不到其他因素可以解释这种原因。加沙社区精神卫生计划主任萨拉加指出,以色列空军的恐吓做法导致加沙普通民众连续几夜惊恐失眠,心力耗竭,不知所措。人们因此出现高血压、疲倦与失眠等问题。而对于孩童而言,这种噪音更意味着危险,因为他们不像成人知道这只是噪音,因此往往会在幼小的心灵上留下阴影。音爆弹是指利用巨大的声响制造让人晕眩的感觉,达到恐吓敌人、让敌人失去防卫能力的无明显杀伤性炸弹。


          IP属地:北京7楼2015-05-19 12:17
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            IP属地:湖南来自Android客户端8楼2015-11-26 23:47
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              楼主,如果物体以音速飞行,会产生什么现象?


              IP属地:广东来自Android客户端9楼2017-04-21 22:05
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