为什么超音速飞行会产生“音爆”?

最佳答案 - 由提问者2006-04-20 20:20:15选出

20世纪60年代超音速战斗机出现，航空发展跨入了新时代，然而人们在高兴之余却发现，这项发明带来了新问题。它使人类本已不安静的环境又面临了新的噪音干扰，甚至是破坏。因为在飞行时，超音速战斗机总会发出巨大的“劈啪” 声，令人们的耳朵备受折磨。这一现象被称为飞机的声爆（又称音爆）。

　　声爆发出的“劈啪”巨响是非常刺耳的。作个简单对比，人们正常谈话时对空气压缩产生的压力波压缩程度相当于大气压百万分之一左右，约为95.7毫帕；而超音速飞机产生的声爆超压约为前者的1000倍，即96帕。虽然这离人类耳鼓承受极限33.52千帕还有距离，但造成的噪音干扰仍然让人难以承受。

　　那么声爆现象是怎么一回事呢？我们知道，当飞机作超音速或高超音速飞行时，将会在其头部和尾部形成两个锥形激波，即头部激波和尾部激波。这两个激波触及到地面，并反射回到大气中。头部激波前方的整个空间处于静寂状态，因此人们在地面上可先看到超音速飞机但听不到声音。当听到声爆时，超音速飞机其实早已飞到前面去了。

　　从图像上看，超音速飞机激波的反射有点像船行的水面波和尾迹向岸上反射出回波的情景。刚开始时，虽然看到了船，但还不能看到反射波，等到扰动波撞击岸边时才能看到。波浪的幅度取决于距离、船的大小和船速。同样，声爆强度也取决于超音速飞机的飞行高度和升力分布（不同的迎角或飞机机翼对气流的倾角和飞机飞行的快慢）以及飞机的细长比（粗短超音速飞机的声爆强度大）。当超音速飞机在会发生声爆的条件下飞行时，其产生的激波扫过地面，人们就会听到“劈啪”的巨响声了。