现代战斗机是人类科技的顶尖之作,飞行速度极快,比声音跑得还快,甚至达到音速的2倍到3倍多。
不光飞机有这种现象,从q口高速射出的子d也会有音爆产生。
当战斗机从亚音速跨入超音速时,会产生一种奇特的听觉和视觉现象,称之为“音爆”和“音爆云”,一种很美丽另一种很恐怖。
本来飞机在低速飞行时,声波是向四周扩散的。
能量使空气分子振动起来,这种振动传递的速度就是声速。
前方的空气不断振动排开,飞机的阻力减小。
但飞机速度超过空气振动的传递速度时,前方的空气再也无法及时排开,从而在机翼,机身,机头部分产生激波面。
飞机像锤子敲向墙面那样,撞上了一堵静止的空气墙,产生巨大的声响,形成音爆。
同时,前方空气阻力骤然增大,导致飞机 *** 纵性变差,发生栽头现象。
就像牧羊犬驱赶羊群,当狗的速度小于羊的速度时,羊四散跑开。
如果狗的速度超过羊的速度,羊群来不及跑开,狗就会撞上羊。
音爆有两声,一个是由前激波产生的,另一个由后激波产生,整个超音速飞行期间,音爆现象一直持续。
这种现象对地面人们的生产生活造成很大影响,所以无论是战斗机还是超音速客机,在和平时期都要按照规定,只能在25千米以上的高空或在海洋上才能进入超音速状态。
伴随着音爆的,还有一种极具美感的视觉现象,就是音爆云。
在空气湿度大的地方,飞机进入超音速时机身周围压力急剧变化,气温降低,导致空气中的水蒸气遇冷凝结,形成细小水滴,组成了美丽的音爆云,好似给飞机穿上了一件天鹅裙。
音爆也能当成武器使用。
在一部电影中,法国幻影2000战机的子d打光了,飞行员急中生智,低空超音速掠过敌军车队,巨大的音爆把敌军装甲车掀翻在地,士兵都震晕过去了。
音爆对地面的影响与高度、速度有关。
高度越低影响越大,速度越快影响越强。
航空专业的同学来回答一下。
飞机飞过的时候产生的打雷的声音主要有两个来源,一个是飞机机身与空气剧烈的相互作用产生的噪音,另一个是发动机本身就会有巨大的噪音。
先说第一个,飞机机身与空气相互作用产生的噪音。
我们知道,飞机只有在加快到一定的速度的时候才能够产生足够的升力飞起来,但是正是因为飞行速度很快,所以飞机机身会与空气产生剧烈的相互作用,这种相互作用就会产生噪音,并且一般来说速度越快、噪音越大。
尤其是当飞机突破音速之后,由于飞机对空气巨大的压缩作用,会产生叫做“激波”的现象【如上图所示】,而空气在这种巨大的压缩作用之下,自然也会发出剧烈的噪声。
虽然不是所有人都见过飞机在超音速下飞行,但是几乎所有人都知道甩鞭子会发出巨大的爆裂声,而这个爆裂声就是因为鞭子头瞬间达到音速之后产生激波而发出的“音爆”【如下图所示,可以看到高速摄影机拍到的鞭子超音速产生的激波】,所以就自然会知道这种噪声有多大了。
再说第二个,发动机产生的噪音。
虽然飞机机身与空气相互作用产生的噪音很大,但是去过机场的人都可以看到,几乎所有的地勤人员都戴着厚厚的隔音耳罩,而且飞机起飞的时候飞机速度并不高,可是为什么还是会有巨大的噪音呢?答案就是飞机发动机本身就会产生巨大的噪音。
我们知道,飞机的航空发动机是一种依靠化学燃料的燃烧、产生巨大推力的动力装置,航空发动机中的转子转动速度很快、气流在发动机内的流动速度也很高,最后气流排放气流的速度也不低。
上文也介绍了,只要气体快速流动,就会产生巨大的噪音,另外,发动机燃料在燃烧内的剧烈燃烧本身也会发出很大的噪音【如上图所示,就是模拟的发动机燃烧室内的燃烧现象,这是放慢速度的燃烧,但是实际上的燃烧速度比图里面快很多倍】,所以发动机发出的噪音绝对不小,尤其是战斗机的飞机发动机打开加力燃烧之后,发动机尾喷管的排气速度剧增【如下图所示】,那就发出更加骇人的噪声了。
所以这下大家明白飞机飞过时的巨大噪音是怎么来的吧。
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