为什么飞机超过音速的时候,会发生音爆?
发布网友
发布时间：2022-04-23 09:38
共5个回答
热心网友
时间：2023-09-27 06:18
音爆是在空气中运动的物体速度突破音障时产生冲击波所引起的巨大响声。通常音爆是由超音速战斗机或其他超音速飞行器，如协和飞机，跨音速飞行时造成的，而另外*械射击时所产生的爆音亦同样是一种音爆。飞机在以较低速度飞行时产生的声音是向各个方向传播的。由于飞机的运动，飞机头部发出的声波受到挤压，而飞机尾部发出的声波则被扩散。当飞机以音速飞行时，飞行的速度比它发出的声波的速度更快。观察快速行驶的汽艇可以发现，汽艇的速度比它形成的水波快，以致于水波不是在汽艇的周围以圆圈形式传播，而是排成三角形，三角形的顶尖正好与汽艇的头部相重合。对于音速飞行的飞机，由于声波是向各个方向传播的，形成的就不是三角形，而是圆锥形，锥体的顶尖位于机身上。在这个锥体中，飞机的声波被压缩成单个脉冲，这个锥体被飞机“拖着”，并向四周扩散，直至飞机过去后，声音才到达我们的耳朵，于是我们突然感到一个冲力，这就是音爆现象。当飞机以超越音速飞行时，声波则只是在飞机尾部之后形成，并且不再产生音爆为了消除音爆的影响，超音速飞机可以在到达海面上空之后才加速突破音障，而在内陆上空保持亚音速飞行，避免噪音对公众造成滋扰，这也是协和飞机一贯的做法。但相比亚音速客机，超音速飞机由于拥有升阻比较低的机翼、为超音速巡航而优化的发动机，除非使用一些特别的技术(如可变后掠翼)，否则亚音速飞行时的效率仍然相对差得多，并消耗更多的燃油，导致经济性奇差。
1970年代初在研究激波特性的时候，美国国家航空航天局和康乃尔大学的研究发现，可以对机身进行精细的调整，利用机身各部位产生的激波在相位上的差异，诱使它们互相抵消，使传递到地面的N形波的强度减小，减低音爆的影响。但由于当时技术上的*，难以进行实验。2001年，美国国家航空航天局和诺斯洛普·格鲁门公司、国防预先研究计划局(DARPA)合作，启动“定形声爆验证”(Shaped Sonic Boom Demonstration)计划。2003年，一架机身经过改造的F-5E战斗机进行试验并获得成功，其降低声爆理论已被验证。美国国家航空航天局希望这项技术能在未来运用至商用和军用超音速飞机。
热心网友
时间：2023-09-27 06:19
我们可以从一个常见的自然现象开始说起：如果一块石头被扔在平静的水面上，水波会立即呈圆形出现，扩散并影响整个水面，这就是我们常说的“一石激起千层浪”。然而，如果水波是由在水面上运动的物体引起的，情况就不是这样了。例如，当快艇在水中高速行驶时，我们可以看到快艇引起的水波不是一圈一圈地向外运动，而是从快艇的前方开始，以楔形的样子向外扩散。
同时，我们可以看到前缘是密集的，波浪很大，而后面的波浪很小。这种波叫做楔形波。这个波浪伴随着快艇一同前进，受影响的区域总是在楔形内。同样，对于空气，也有这种现象。如果空气受到干扰，声音也会像水一样以波的形式向外传播，这就是声波。我们平时听到的声音是传入耳朵刺激鼓膜的声波。当飞机在空中以超音速飞行时，楔形或锥形波也会出现在机头或突出部分，就像快艇在水中行驶一样，这就是冲击波。
当它们向外传播时，它们相互干扰并相互影响，然后会聚成前冲击波和后冲击波。虽然这种波可以与上面提到的楔形波相比较，但它有非常不同的性质。冲击波的厚度非常小。穿过波浪后，空气的压力、密度和温度突然增加，速度立即下降。
当这两种冲击波到达任何空间或物体时，它们会感受到这种强烈的变化，这种变化会在人耳中反映出来。当耳膜承受突然的气压变化时，它会感觉像是两次雷鸣般的撞击。这种噪音被称为“音爆”。
热心网友
时间：2023-09-27 06:19
因为制成飞机的材料，当面对这种高速时，他们会被吹散，会被风化，飞机因为自身还有飞机油，所以发生爆炸。
热心网友
时间：2023-09-27 06:20
因为飞机速度太快会超过音速，听到的声音会听不到，所以会产生音爆的效果。
热心网友
时间：2023-09-27 06:20
当飞机以超音速飞机行时，飞机所发出的音波无法跑到飞机的前面，所以全都在飞机尾部叠加，然后空气的压强也变得很大。当这样的叠加音波传到我们的耳朵中时，鼓膜突然受到了强烈的震动，就会发生音爆。
