飞机超音速飞行是否会持续音爆(当飞行速度接近音速)(1)

从某种角度来讲,人类的发展史就是一场对于速度的追求史。

​早先,人们利用双腿奔跑,慢慢的,人们开始借助动物提升自己的移动速度。当科学出现之后,人类移动的能力飞速提升,汽车、火车相继出现。

​不过,人们觉得这还不够快,于是开始抬头仰望天空,随着莱特兄弟造出的第一架飞机,人类终于实现了飞天的梦想。飞机的出现大大缩短了人与人之间的距离,将世界连为一体。然而,人们还是无法抑制自己对速度的追求,于是提升飞机的飞行速度成为了一个持续的研究方向,终于,飞机追上了音速。

飞机超音速飞行是否会持续音爆(当飞行速度接近音速)(2)

音速,就是声音的运行速度,标准条件下的音速为每秒340米,当飞机的飞行速度接近音速,一件有趣的事情就会发生。

​我们可以想象一下,飞机的飞行并不是寂静无声的,事实上飞机飞行会产生很大的声音,而声音一旦出现则会以声波的形式向前传递,通常情况下,我们是看不见声波的,因为它的速度很快,一瞬间就离我们远去了。

​然而当飞机的飞行速度达到音速的90%,情况就截然不同了。此时的声波会在飞机前方发生堆积,一批又一批的声波堆叠在飞机的前方,形成一道由声音所组成的屏障,我们称之为音障。

飞机超音速飞行是否会持续音爆(当飞行速度接近音速)(3)

不仅如此,接近音速的飞行还会使得飞机周围的局部气流达到音速,进而产生局部激波,这股局部激波会给飞机的飞行带来诸多不便,平飞时,激波会导致飞机剧烈抖动、机翼下沉,若是正在爬升,那么则会引起飞机急速上仰,这些都是非常危险的情况。

​而要改变这种情况,实现速度的飞跃,就必须要突破音障,实现超音速飞行。要突破音障绝对是个技术活,虽然人类首次突破音障时依靠的是强大的发动机推力,但这种办法显得过于笨拙,所以人们开始在飞机的外形上下功夫,所以现在我们能够轻易分辨出超音速飞机和亚音速飞机。

飞机超音速飞行是否会持续音爆(当飞行速度接近音速)(4)

为了能够成功突破音障,超音速飞机的机翼通常被设计得又薄又短。

​一种更为简单的办法就是将机翼做成三角形的样子,这样就能够增大前缘的后掠角,我们比较熟悉的幻影2000就是一个典型的例子。

​在飞机穿过音障的时候,会出现一个有趣的景观,在飞机的周围会形成一股云雾,现在认为这是因为周围空间压力骤降所引起的,但并不完全确定。那么,当飞机的飞行速度超越了音速会怎样呢?会发生另外一件有趣的事情,那就是音爆。当飞机超越了音速、突破了音障,飞机飞行所发生的声音的飞行速度就比不上飞机了。

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此时,这些声音会堆叠在飞机的后方,慢慢的形成一个圆锥的形状,我们称之为音锥。

​无数的声音堆叠在这里,我们能够想象是一种多么如雷贯耳的感觉。

​音锥并不会一直在飞机的后方,如果飞机减速,这股音锥追了上来,我们就会在瞬间听到所有累积起来的声音,这时你才能够真正理解到底什么叫做“巨响”。现而今,超越音速飞行早已经不是什么难事,大多数的机型都可以实现超音速飞行,当然,也还有一些亚音速飞机,而飞行速度最快的飞机甚至已经实现了三倍音速,未来的飞机速度能够达到何种程度,我们还将拭目以待。

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