03.06 音障只有在音速臨界點才會產生嗎,超過音速後比如1.2馬赫還會不會有音障?

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只要理解了什麼是“音障”,自然就會明白,音障在超音速情況下是不會繼續存在的。

什麼是“音障”呢,各位先想象一架正常飛行的戰機,當戰機速度低於0.8馬赫(注意不是低於1馬赫,專業上對“亞音速”的定義是低於0.8馬赫)時,空氣可以被前進的戰機“推”向四周。

而當戰機進一步加速時,空氣的流動特性會逐漸變化,變得難以壓縮、推離,直到速度1馬赫時形成激波,飛行阻力大增,對戰機造成嚴重破壞。

激波形成的科學原理,比較複雜,這裡只解釋一下為什麼和“音速”有關。

聲音在空氣中傳播,機械波的傳播要依賴空氣分子的運動、互相碰撞,而音速就是這一運動過程的“上限”,換句話說,空氣分子能運動的多快呢,就是當前的音速,超音速飛行時,空氣分子來不及運動到戰機航跡以外,只能被外來的力量強行推走,這時候阻力會劇增,激波隨之產生。

製造超音速戰機,就要克服激波的不利影響,為此可以採取後掠翼、機頭尖削、加大發動機推力等手段,跨越所謂的“音障”。

而一旦突破“音障”,進入超音速飛行階段(“超音速”定義是在1.2馬赫以上,並非1馬赫),這時戰機只需要維持超音速的飛行狀態即可,”音障“已跨了過去,當然就不會繼續存在了。

打一個不太恰當的比喻,房屋的門檻很高,但真正邁過去進到屋裡,顯然就不會還一直碰到門檻擋路,“音障”就是這樣的一道門檻,它只出現在戰機從亞音速到超音速的跨越過程中,邁過去就是邁過去了,不會再受影響。

最後提一下音爆雲,並非跨音障時必然產生,不能用來作為戰機跨越音障的判據。

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炎黃軍武




只要明白音障是怎樣產生的,這個問題就好回答了。那麼音障是怎樣產生的呢?物體的震動使物體周圍的空氣也發生震動,這種空氣的震動,是以空氣連續壓縮、膨脹的方式向周圍傳播的,這也就是聲音的傳播。

如果這個聲源物體高速運動,接近音速的時候,物體震動使被壓縮的空氣,很快追上前方的聲音。這樣運動物體前方波動著的空氣,便被層層疊疊壓縮在一起。被壓縮的空氣是有彈力的,這個彈力對運動物體來說就形成了音障。

試想,如果物體的運動速度超過音速,會是什麼情況?也就是說運動物體已經超過了前方層層被壓縮的空氣,這種壓縮空氣的彈力當然就不存在了,而只有相對靜止的空氣存在的阻力。也就是說,運動物體的速度超過音速後,音障已經不存在了。



運動物體超過被壓縮的空氣後,這層被壓縮的空氣就可以自由膨脹了,膨脹產生的負壓,使空氣中的水蒸氣變成雲霧,就是所謂的音爆雲。我們從超音速飛機形成的音爆雲也可以看出來,這層音障已經被飛機甩在身後了。


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