看军事航空视频经常会有惊颤的巨响,可能看航展现场更刺激,大概率是飞机音爆现象。这种情况经常发生,通常为超音速战机突破音障时产生的音爆,有时候还伴发锥形云,其中有“音爆云”,画面能产生一种特殊的力量感,自带背景音乐,场面震撼!
再回顾一下音速,声音在特定介质中的传播速度,质质是空气时,大气压、湿度、温度都会影响音速的高低,标准大气压,15℃,这时候的音速是大家最为熟悉的值——340m/s,外界条件变化,这个数值有微小变化,介质不同,声音传播速度则大不同,在水中或氢气中会有数量级的提升。当然这些都来自网络,如果认识和引用有偏颇,还请海涵并指正。文章文字约1430字,附图100多幅,欢迎转载转发。
再来看音障,1947年飞行器首次超音速飞行之际,音速曾一度被部分工程师认为是飞行速度的极限,不可超越,因为要超音速需要突破一个阻力急剧增加的屏障,因为战机在空气中以极高的速度前行,前后都形成了压力波,速度越高,前面的波会被压缩得越厉害,音速差不多是被压缩得极限,空气密度和阻力差不多达到一个区域间的巅峰,前行非常困难,这个被称为音障或者声障。当战机穿越此屏障时,而且因流体力学和空气压力的陡增,会致使战机极易失控,甚至解体。后续经过结构和材料以及战机动力系统的提升,这一“障碍”被跨越。好比音障是一堵“墙”,翻过这座墙之后,就一马平川了。
再看网络介绍,“音爆云”,是一种飞行器飞行时的自然现象。当飞行器的速度接近或达到“音速”1193-1224千米/时,就会压缩周围的空气,前方,空气被压缩到机头处,而临近飞机周边区域也会进入低压状态,加上其机翼提供升力时更是会制造一个低压区域,两者叠加,空气得以膨胀减压,气压下降,温度下降,从而使部分空气中的水分在低压下凝结,凝结成微小的水珠,就是肉眼可见的云。这也是机翼处是最容易出现“音爆云”现象的原因。但发生音爆云时,并不一定严格地需要超音速、或跨音障。更多地关联湿度等气象条件,非常潮湿,水分子含量充足的天气下可能会发生,高亚音速也有机会发生。
或者说“音爆云”,只能在特定的气象条件下才会出现,而且这些由水汽组成的晕轮只持续短短的数秒钟,因为音爆云,非常见现象,所以看网络图片,有不少好事者喜好热衷于此类“创作”。“P”了不少图片,来以假乱真,呵呵。但它并不总是伴随着音爆现象的产生,同时也不是音障被突破时所产生的冲击波。当战机继续加速,突破音障,低压区域空气被产生的冲击波局部干扰,蒸汽云也就没了,可能取而代之的是音爆。也就是在军事视频中能听到的那种爆裂声。
音爆,空气压缩到了极限并被突破,产生的冲击波,空气的不断膨胀和收缩都会产生冲击波,甚至会达到194-200分贝左右,音爆发生通常会有2个完全紧挨在一起爆音,一个是压缩前方压力形成的,一个是离开波时产生,有些视频中能分辨,有些几乎完全就是一个音。
音爆现象的危害,噪音污染就不用说了,毕竟不是令人舒心愉快的音乐,偶尔来一下挺刺激,多了谁也受不了,如果周边有野生动物,估计也不会喜欢,多了,说不定就此搬家了,呵呵。高强度的音爆可能会对建筑物产生一定的影响,对战机自身而言,音爆可能会导致机体振动、结构疲劳等问题。严重情况下,严重的还可能引发飞机失事等。
所以如其中一附图,F-35A战机的高速通场,当时的速度为1159公里/小时,略低于音速,只为避免有害音爆的产生。看网络图片,F/A-18大黄蜂战机最爱玩这些了,然后是F-35肥电战机也好玩这个。另外战机带涡流的图片也很不错。文章最后一部分附图便是,另外一图为F-35的,画面不错,也附上了。
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