音爆 飞机音爆是怎么回事?音爆产生的原因及危害是什么?

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发布时间: 2020-12-31 18:59:36
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有时候你可能会听到一声巨响,其实可能是飞机音爆,那么什么是飞机音爆呢?为什么声音很大?当飞机的飞行速度超过音速,即海平面速度约为每小时1225公里,飞机对周围空气施加的压力产生的冲击波空汇聚时,就会产生震耳欲聋的音爆。那么音爆有哪些危害呢?

什么是音爆?

当物体的运动速度接近音速时,会产生很强的阻力,导致物体强烈振荡,速度衰减。这种现象俗称声屏障。突破声屏障时,由于物体本身对空气体的压缩不能迅速传播,逐渐在物体迎风面积累,最终形成冲击波面,声能高度集中于此。当这种能量传到人的耳朵里时,人会感觉到一种短促而又极其强烈的爆炸,这种爆炸叫做音爆。

生成原理

声音在空空气中的传播就像是把石头扔进水中产生的水波,以波的形式向外传播,称为声波。我们平时听到的声音是声波进入耳朵振动鼓膜产生的。当飞机以超音速在空飞行时,在机头或凸出部分出现一种楔形或锥形的波,称为冲击波,就像在水中前进的快艇。飞机发出的密集声波无法跑到飞机前面,所以都折叠在机身后面,形成锥形声锥。当它们向外传播时,它们相互干扰和影响,然后会聚成包括头部的音爆前冲击波和具有随机尾部的后冲击波。这种波虽然可以和上面提到的楔形水波相提并论,但是性质却截然不同。冲击波的厚度很小。通过波浪后,空气体的压力、密度和温度突然增加,速度立即降低。当这两种冲击波扩散到任何一个房间或物体时,他们都会感受到这种强烈的变化,这种变化会在人的耳朵中反映出来,以至于耳膜会被空的压力强度突然改变,感觉就像是两次雷鸣般的巨响。这种噪音被称为“音爆”。

影响音爆的因素

影响音爆的因素有很多,比如飞行速度,高度,航向,这些都是可以控制的,而其他的,比如气象条件,地面附近的湍流,都是无法改变的。

重大危害

音爆能量巨大,战斗机以低空超音速飞行产生的音爆足以震碎门窗。协和客机在16000米高空以两倍音速飞行时产生的音爆,对地面施加100 Pa的压力,相当于对一平方米左右的玻璃窗施加10 kg的力,所以不难解释玻璃发出异响。我们把压力转换成更直观的声强。100 Pa相当于133 dB左右,相当于就在一个重金属摇滚演唱会的大喇叭旁边。所以康科德被禁止在陆地上超音速飞行,直接毁了这架优雅飞机的寿命,加上高昂的运营费用。2003年,协和全部退出市场,这一天没有超音速客机空。“音爆”的强度及其对地面的影响与飞机的飞行高度直接相关。因为冲击波就像水波,越远越弱。当飞机以低空超音速飞行时,不仅地面上的人和动物能听到震耳欲聋的巨大噪音,影响人们的生活和工作,而且还能打碎玻璃,甚至损坏不稳定的建筑物,造成直接损失。随着飞行高度的增加,影响越来越弱,超过一定高度地面不会受到影响[1]。很多人听说过音爆,但很少有人见过。当飞机以超过音速的速度飞行时,当飞机刚刚加速通过音障时,飞机周围有时会形成云。这种云以前叫音爆云。

以上是音爆的总结。

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