2024年9月20日

音爆是怎么回事所产生的(详细说明音爆速度及物理变化)

有看了快速战机演出的小伙伴们了解,当战机快速飞行情况下会产生一种相近爆炸的声音,而且整体机身之后也会形成一个锥型的雾气。那为什么说飞机在移动飞行时就会造成爆破声吗?那么这团雾气是什么样的呢?

首先我们要知道,音速是340米/秒,而超过这一速度就叫做亚音速。1947年,小熊X-1型飞机老天爷,实现了全人类初次超音速飞行,当日飞机快速航行时发出的极大声音又被永久地加载了史书,成为我们航行速度有史以来浓重的一笔。这种声音本身就是音爆

不知道各位在公园散步的时候有没有看到好多个老爷爷在一起甩鞭子的场景,这虽然是一种常见的休闲娱乐方式,但是却有着老爷爷的“大本事”,主要是因为老爷爷在甩鞭子的时候将其甩出来了亚音速,他们所听见的极大声音,有可能是鞭子打到地上处时所的声响,也有很大一部分主要是因为老爷爷的皮鞭速度达到亚音速而产生了“音爆”。

那么为什么亚音速也会产生音爆呢?实际上声是空气中的一种波,它跟水波纹一样,只是他们看不到罢了。这一就类似于大家往水里丢一个石头,就会看到河面泛起的一阵阵波浪纹,声音这种水波纹一样,在空气遭受波动后就会产生一些我们看不见的波浪纹,不一样的是声波的传播速度比水波纹快得多。

在标准大气压强中的传播声音速度大约为340米/秒。当物体在空气中的运转速度贴近音速时,就会发生一股强劲的阻力促进物件造成猛烈的波动使之速度损耗,这种情况便是声障,而当一个一个物体运作速度超出音速时,就可越过声障而产生一个浓烈的震波,这时我们就会听见“啪”的爆破声传出。这声短暂性且猛烈的爆破声便被也称为音爆。

尽管它被称为音爆,可是这种情况的实质只不过是亚音速对空间所造成的巨大影响,因此音爆其实就是具备很大的伤害的,它能够轻易地震破我们自己的耳鼓膜,对于身体其他器官也可能会导致严重的伤害!

说到这儿,其实还是有很多小伙伴不能理解,大家人眼本来没法看得清空气中的波动,但身体为什么却会因此而受伤害呢?

这一其实很好理解,由于在自然界中有很多东西大家看不到,摸不到,却能对于身体造成较大损害,举个简单的例子,就像我们日常生活中所使用的家用电器出现轻微走电时,我们都是没法看到电流,此刻若是不小心触及到电流量,或许我们就是被电到一下,并迅速避开就没问题了,但要是电流量非常大,大家一不小心触碰到了电器漏电的区域,就很有可能带给自己致命的危险,在这一过程中,大家依然无法看到电流“本来面目”,而我的身体却证实无影无形的电流得到了非常大损害。

那飞机在超音速飞行时,整体机身时产生的雾气是什么样的呢?

这团雾气我们一般称作音爆云,可是音爆云的形成标准却和速度不相干。这话又怎讲呢?

我们以前讲过,当飞机在移动飞行时,周围的气体会缩小在一起产生声障,但是只要速度贼快,我们就能突破音障,气体髙压状态会降低。众所周知水空气中要以水蒸气的形状存有的,因此当空气中压力突然下降后,水蒸汽就会一瞬间减温凝成细微的水珠,而这种情况在人人眼看上去就和云雾缭绕一模一样。

但是和云雾缭绕不一样的是,这个现象也会随着飞机离去而迅速消退,因此我们看到的都是一团围绕飞机所形成的并像向四周匀称扩散的云梭型云层,这一云层也被称作蒸气锥。讲得通俗一点,实际上是在短时间里气压变化导致的水蒸汽凝固的情况。

所以即便飞机并没有超音速飞行,只要它所属的附近气体较为潮湿,也会带来音爆云,主要是是由于飞机在移动飞行时,它整体机身各个位置的气体压力和标准气压是不一样的。因此也容易形成音爆云。同样,假如气体非常干燥,即使飞机的速度超过音速,但依然不能产生音爆云,由于它的周边根本就没有能够凝成雾气的水蒸气。

即然快速行驶物体能够产生音爆,那样子弹能不能呢?

我们都知道现实生活中速度做到亚音速可不仅仅有飞机,像子弹就能做到这一点。一些特殊的军用装备乃至能让子弹的速度做到每秒钟1公里,这可比亚音速飞机快多了,那这些子弹为什么没造成音爆现象呢?

关于这个问题,现阶段学术界主要有两种观点。

一部分人觉得,因为子弹在运行的过程中是通过外力作用带动的,其本身并没有进行加快全过程,仅有子弹被发送出来之后处在弹口的位置时才具备较大速度,当子弹被发送出来以后,也会受到气体的摩擦,及其地球引力的功效,它速度就会越来越比较慢,但在子弹被射出去抢口的一瞬间所达到最有效的速度是我来要爆炸所产生的能量来发送的,这时候子弹后部的空气密度要比其前部的空气密度大很多,不符造成音爆需要标准,也不会出现音爆状况。

而另一种说法乃是子弹自身是能够造成音爆情况的,大家前面说到,当子弹从抢口被发送出去的一瞬间速度会达到最大,因此子弹若会造成音爆,也一定是在这一瞬间所产生的,可是在这一瞬间,炸药爆炸还会发出响声,这一声音会和音爆所的声响重叠,咱们就分不清楚这种声音究竟是音爆或是开枪的声音,再加上本身子弹体积特别小,即使出现音爆状况,那它所形成的响声也不会很大,所以我们,就不大可能可以听获得子弹所产生的音爆声了。

这两样观点都有一定的道理,可是目前还没有科学试验来清晰地认证这一点,因而我们不能准确的说究竟是非对错。

总得来说,“音爆”大多是由亚音速战机或其它超音速飞行器在跨音速航行的过程当中所引起的,虽然表面听上去与爆相关,但却是一种出现于空气中的物理变化,那对于“音爆”,大家也存在哪些疑惑呢?