F-15戰鬥機突破音障瞬間
夕陽時返場的F-16戰鬥機
環球網國際軍情中心2012年6月4日消息:當飛行器速度接近音速時,會有一股強大的阻力,使飛行器産生強烈的振蕩,速度衰減。這一現象被俗稱為音障(Sound Barrier)。突破音障時,由於機身對空氣的壓縮無法迅速傳播,逐漸在飛機的迎風面積累而終形成激波面,在激波面上聲學能量高度集中。這些能量傳到人們耳朵裏時,會讓人感受到短暫而極其強烈的爆炸聲,稱為音爆(Sonic Boom)。
如果給空氣一個擾動,聲音也會象水一樣通過波的形式向外傳播,這就是聲波。我們平時聽見的聲音就是聲波傳入耳內刺激鼓膜産生的。當飛機在空中作超音速飛行時,在機頭或突出部分,也會象水中前進的快艇一樣出現一種楔形或錐形波,這就是激波。音爆飛機所發出的疏密狀的音波無法跑到飛機前方,所以就全部疊在機身後方,形成了圓錐形狀的音錐。當它們向外傳播時便互相干擾和影響,然後匯整合一道包羅機頭的音爆前激波和一道尾隨機尾的後激波。這種波雖然可以用上述的楔形水波來比擬,但有著迥然不同的性質。激波的厚度很小,經過波後空氣的壓強、密度、溫度都突然升高,速度立即下降。當這兩道激波波及到無論哪個空間和物體時,均會感到這種強烈的變化,反映到人的耳朵裏,使耳鼓膜受到突然的空氣壓強變化,就感覺是兩聲雷鳴般的巨響。這種響聲就稱之為“音爆”(a sonic boom )。
“音爆”只有在飛機作超音速飛行時才會出現。飛機在超音速飛行時産生的強壓力波,傳到地面上形成如同雷鳴的爆炸聲。音爆在突破音障時伴隨的一個奇特現象便是“音爆雲”,這是由於在激波面後方由於氣壓降低而引起溫度降低,水氣凝結形成微小的水珠,看上去就像雲霧一般。這種雲霧通常只能持續幾秒鐘,激波現身,轉瞬即逝。音爆雲是國內對這種現象的一個俗稱,較為嚴肅一點的描述為Prandtl-Glauert condensation clouds。
因此,音爆雲常見於戰鬥機和艦載機。在海面上空氣非常濕潤,激起的雲霧更大更漂亮。就像給飛機套上一件天鵝裙,不過沒有優雅的感覺,反而是近乎瘋狂。如果能親眼看到,場面一定很壯觀。
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