突破音障时为什么发出音爆
13582023-08-24
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兔哥哨位谈谈个人看法:理论上高超声速是建立在超声速的基础之上,由亚音速进入到超声速再进入到高超声速,只要有这个过程都会有突破音障这一关,突破音障后速度再快都不会再出现突破音障现象,从这个角度来说,超声速与高超声速突破音障是一个环节,自然也就是一样的原理了。至于音爆,是突破音障时所产生的声音扩散现象,只要突破音速时就会有音爆,只不过是传回地面时能不能听到而已。
音爆的产生是飞行物进入到临近音速时所产生的,原因简单讲是这样的:当飞机或者是导弹等由亚音速进入到超音速前,空气会被叠加在头部,形成激波效应,因为空气是有阻力的,飞机速度越来越快,空气来不及散开给飞机让道,结果让飞机把这些空气都顶在头部,形成一层阻力墙,也就是音障墙,只所以叫做音障墙,是因为声波有一个特点,越是密度大的地方越容易吸收声波。例如,水比空气密度大800倍,水传播声波比空气中远,音障就像是船头顶起的浪花,船速越快船头堆积的水越厚,阻力越大。飞机突破音障时,音障墙被捅破,声音会极速扩散,传回地面就可以听到巨大的音爆声音。
音障音爆是物体接近音速时所产生的,只要是由亚音速进入到超音速时就会有音爆。导弹,子弹只所以听不到音爆是子弹在枪膛里就已经突破音速了,声音会随着子弹出膛口的瞬间与火药爆燃声音同时传出。导弹音爆声音听不到是因为导弹截面积小,音爆能量小,同时导弹都是在无人区,或者是高度高,音爆传回地面时减弱了。运载火箭也有音爆,只不过它是往高处飞,听不到而已。除了运载火箭,航天飞机还能看到突破音障,导弹估计看都看不到这个美景,没人会去追拍的,太吓人了。
我们所能听到的音爆基本上都是飞机玩出来的,因为飞机是人控制的,高度都不高,如果飞机飞的高,音爆声音会减小,音障音爆和空气密度有关系,高度高音爆出现的现象与低空是不同的。飞机越是低空做突破音障飞行时越容易产生音爆,并且容易传回地面被听到。一旦突破音障,飞机不论飞多块就不会再出现第二次突破音障的现象了。高超声速飞行时也是如此,只突破一次,原因很简单,音爆产生时期段是在亚音速与音速的临界点时才会发生,突破音速时也就是超过了音速,往后即便是飞的再快也不会二次出现,所以,超声速与高超声速是一样的,高超声速不过是在超声速的基础上再快点而已。
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物体运行速度接近音速时,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(SoundBarrier)。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(SonicBoom)。
由此可见,音爆”是物体在空气中的相对运动速度向上突破达到1马赫临界点时就会出现。而子弹的外弹道中,跨音速不是向上突破,整个外弹道子弹脱离枪口时的速度(初速)最高,通常是音速以上,然后受空气摩擦阻力速度逐渐下降到音速以下,所以子弹不存在运动速度逐步提高以至于突破音速的过程,自然不会产生音爆。
子弹加速至音速以上的过程,实际上是从枪膛到枪口的过程,属于内弹道,在内弹道里会不会有音爆呢?个人以为不会,因为子弹在枪管里运行,会有部分燃气从子弹和枪管间缝隙超越弹头,加上枪管壁的约束,在枪管中不具备形成激波的条件,也就不存在音爆。
突破音障时发出音爆的原因是,当飞机突破音障时,空气会受到巨大的压力,这会导致空气中的气体瞬间膨胀,从而产生巨大的噪音,这就是所谓的音爆。
飞机音爆引发的巨响是的意思
音爆是一种声学现象,通常发生在飞行器、火箭等高速运动物体穿过大气层时。当这些物体的速度超过声速(约为每秒340米),它们会产生一种尖锐的爆炸声,被称为“音爆”。
这种声音产生的原因是,空气分子受到超音速运动物体压缩后,释放出的能量形成的冲击波。这个冲击波会向外传播,造成类似于爆炸的声音效果。
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