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超音速飞机为什么不能在低于一万米的上空飞行?

时间:2020-03-30     作者:七七【原创】   阅读

         2月21日下午14点左右,广州,揭阳,潮汕等多地的网友们都听到了爆炸般的一声巨响,甚至有人家里玻璃都震得哗哗作响。是哪里出现了大爆炸吗?地震了还是恐怖袭击?其实不只是揭阳,苏州,武汉,杭州等等不少城市都在最近几个月内受到过神秘巨响的惊吓,大家众说纷纭,有的说是在炸山石,有的说是飞机音爆。炸山石很多人懂,可飞机音爆又是个什么呢?

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          音爆全称声音爆炸,简单来说就是当一个物体移动速度想要超过音速时,必须突破空气阻力造成的强空气波,等于要撞过一面空气墙,突破的瞬间就会产生爆炸般的巨大声响。不只是飞机会发生音爆,火箭在升空加速时也会产生,当然如果说离我们生活最近的音爆现象,还要数公园里锻炼的大爷们甩鞭子。一鞭子甩出去,声音洪亮,如雷贯耳,这哪里是甩鞭子呀,简直把丹田气都甩出来了!

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            不过只有物体突破速度的那一瞬间会产生音爆吗?当然不是因为超音速过快音爆产生不会静止在那一下,所以我们只能听到一声或断断续续的拥抱,只有当你能和发出音爆的物体速度一致时,才会听到持续音暴。虽然音爆时间短,但威力不容小觑!就拿最常见的飞机音爆来说,一架在16,000米高空以两倍音速飞行的飞机产生的音爆,对地面压强高达100帕,破坏率有多大呢,美国曾经有一个著名传闻飞机拥抱,造成附近一家养鸡场上万只鸡都死亡。

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         在以巴加沙抵触时期,以色列空军也通过施行音爆干扰,震坏了加沙城350个门窗。为什么因音爆威力如此大呢?首先我们要回到音爆的原产生原理上,当你在游泳时需要排开前方的水才能继续前进,而排开的水就产生了水波,在空气中移动也是如此,同样需要排开前方的空气。移动速度越快,空气排出量越多,空气波动越明显,假如你不断加速达到了超音速,此时的空气排出量会跟不上你的移动速度,一层一层的空气波动被挤压到了一起也就形成了激波,而激波造成的空气压强剧烈变化会直冲地面,我们的耳朵接收后,耳膜会受到强烈的震动,从而听到巨响,这就是音爆!

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          所以因音爆威力来源于空气压强变化产生的威力机,波越强音爆威力也就越大。除了物体的移动速度影响音爆威力的因素,还有它的高度、气象条件等。不同条件下的空气压强大小对音爆产生的影响很大,比如音爆发生在低空时,尤其是城市中时,它经过的建筑物多次反射形成共鸣,导致持续时间长威力较大,人们可能会对巨响出现不适,建筑门窗也有可能被震碎!因此在城市上空低于1万米处是禁止超音速飞机飞行的,避免低空音爆产生的巨大伤害。总而言之,音爆是物体超音速移动时的必然现象,虽然它能在瞬间对生命和建筑造成破坏,但是由于各种管控措施,超音速飞机并不会总在大家头上飞来飞去,音爆现象也就没有那么常见了?

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