声音也能引起爆炸？来看看“音爆”是怎么回事

音爆的原因

“音爆”是一种声学现象。在开发超音速飞机的时代开始后不久，就有许多类似的记录。这种噪音只有在飞机以超音速飞行时才会出现，通常人们会听到2 ~ 3种噪音。它的声音强度及其对地面的影响与速度、飞行高度、飞行状态(上升、下降或转弯)、大气温度、风向、风速等直接相关。当飞机以超音速飞行时，如果高度相对较低，地面会听到一两声震耳欲聋的爆炸声。由于这种噪音的强度很高，它直接干扰了人们的生活和工作。在严重的情况下，它还能打碎大量房屋的门窗，甚至损坏不稳定的建筑。养鸡场的鸡可能被吓死或不下蛋，给居民造成直接财产损失，并引发许多赔偿诉讼。因此在上世纪六七十年代，人们对其机理进行了大量的研究。

要理解“音爆”，首先必须从飞机高速飞行时产生的冲击波开始。当飞机高速飞行时，空气的压缩性形成冲击波。理论和实践证明，当飞机低速飞行时，空气是不可压缩的。地面声速标准为340米/秒，其实际值与大气温度有关。当飞机的速度接近音速时，空气的可压缩性变得明显。例如，当飞机和气流的相对速度达到音速后，机翼上表面的局部就会出现“冲击波”。这是一层压缩空气，就像垂直于机翼表面的低壁。

冲击波通常是肉眼看不见的。然而，当作者乘坐一架现代民航飞机在晴天高空飞行时，当飞机的速度约为音速的85%(即马赫数约为0.85)时，他经常会看到机翼上表面沿翼展方向有一个模糊的黑色阴影，以很小的幅度反复晃动，其位置就是理论上机翼能产生激波的地方。这可能是机翼上激波根的图像。否则，中午在高空飞行时，机翼上不可能有东西。长长的影子从哪里来？当飞机开始减速并降低高度时，阴影消失了。

图为两架F/A-18战斗机穿过音障。在飞机周围，有一片美丽的云。其原因是冲击波前后空气压力突然下降，导致干扰效应。因此，空气中的水蒸气凝结成小水滴，形成云，云的形状大致相当于当时冲击波的形状。

随着飞机速度的不断提高，机翼上冲击波的位置将会向后移动。当飞机的速度超过音速(即马赫数> 1)时，冲击波也会出现在机头前方。速度越大，冲击波越向后倾斜。这种冲击波是圆锥形的，被称为“激波锥”。一些飞机的机翼甚至尾部也会产生类似的冲击波。激波锥的长度是有限的，锥端越远，激波越弱。

冲击波的厚度很小，但通过冲击波后，空气的压力、密度和温度突然增加(小蝌蚪君。注意:这里的增加应该是减少)，气流速度立即降低。如果以超音速飞行的飞机高度相对较低，冲击波会撞击地面，并以气压的突然变化在人耳中反射。如果压力变化足够大，排便会让人感觉到几声爆炸。这种噪音后来被称为“音爆”然而，随着飞机飞行高度的增加，这种影响变得越来越弱，所以许多国家现在规定飞机不得以低于一定高度的超音速飞行。然而，即使在相当高的高度飞行，如果飞行速度非常高，在地面上的大面积区域都可以听到音爆，但不一定是灾难性的音爆，而只是几声巨响。

手枪消音器的原理与音爆有关。

常见的误解

由于个人在地面上只能听到1 ~ 2声巨响，当飞机超过音速时很容易被误认为是音爆，当超过音速后飞机就没有音爆了。事实上，情况并非如此。飞机上的冲击波附着在机身上，并将随飞机前进。当速度和高度合适时，沿着飞机下方路径的地面会听到音爆，但不是同一个人。当飞机以大约1.5米的速度和3000米的高度飞行时，“音爆区”可以达到40公里宽。如果速度高达2.0米，高度约1万米，“音爆区”的宽度甚至可以达到60公里。因此，如果在重庆听到的噪音是“音爆”，并不意味着飞机就在城市上空。

上述数据是从协和式超音速客机的研究中获得的理论数据，其目的是了解如何飞行以避免引起音爆，并在美国获得适航证。音爆强度与飞机的大小关系不大，所以其他飞机的情况也差不多，但真正的“讨厌区域”的大小也与大气温度、风向、风速等有关。