超音速飛機飛行中的“爆音”

大家知道,船在水中行駛會激起波浪,逐漸向外傳播。飛機在飛行中也同樣隨時擾動周圍的空氣,使空氣的壓力、密度也隨之發生相應的變化,並不斷向外傳播。在擾動傳播的過程中,已被擾動的空氣,與未被擾動的空氣之間有一個分界麵,我們把這個分界麵叫做擾動波。因為飛機的速度有快有慢,所以擾動空氣有強有弱,擾動波也有強有弱。波麵前後壓力有顯著差別的,叫強擾動波,也叫激波。波麵前後壓力差別非常微小的,叫弱擾動波。

我們平常聽到的飛機飛行的聲音就是弱擾動波所產生的,也是通常我們講的音波。

弱擾動波的傳播速度就是音速,強擾動波的傳播速度就是超音速。飛機的飛行速度在低於音速時所產生的弱擾動波在氣流中的傳播,就象石頭投到水裏一樣向四麵擴散,飛機前後的空氣的壓力差別較小。而飛機作超音速飛行時,機頭、機翼、機身、機尾等處都會引起周圍空氣發生急劇的壓力變化,產生強烈的前激波和後激波。當前激波經過時,空氣壓力突然增高,經過之後壓力隨即平穩下降,以至降到大氣壓力以下。然後當後激波經過時,壓力又突然上升,逐漸恢複到大氣壓力。前後兩個激波經過時的間隔約為012~022秒。如果飛行的飛行高度不太高,我們就可以在激波經過瞬間,聽到好似晴天霹靂的雷聲或象炮彈爆炸的聲音,這就是超音速飛機飛行中的所謂“爆音”。由於有前後兩個激波,所以我們能夠聽到短促的兩聲爆音。

爆音與飛行高度、速度有關。在同樣飛行速度下,飛行高度低,地麵受激波就強,反之就弱。同樣,在高度相等,飛行速度越大,激波越強,反之就小。如果在低空作超音速飛行時,產生的爆音能震塌建築物。

子彈和聲音誰跑得快

一放槍,子彈“嗖”地飛出去了,同時有很響的聲音發出。子彈在飛行的時候,不斷地衝擊著空氣,同時伴隨著呼嘯聲。

有人說,子彈射出槍口的速度大約是900米/秒,聲音在空氣中傳播的速度一般是340米/秒,子彈的速度是聲速的2倍多,當然是子彈跑得快。

真是這樣嗎?我們再來看看,子彈在飛行過程中,不斷地跟空氣發生摩擦,它的速度會越來越慢;可是聲音在空氣中的速度,一般卻很少變化。那麼到底是誰跑得快呢?

還是讓我們來看看子彈和聲音的賽跑吧!

第一個階段,從子彈離開槍口到600米內的距離,子彈飛行的平均速度大約是450米/秒,子彈跑得比聲音快得多,遙遙領先。在這段距離裏,如果聽到槍聲,子彈早已越過了你,飛到前麵去了。

第二階段,從600米到900米的距離裏,由於空氣的阻力使子彈的速度減慢,子彈已經不及聲音跑得快了,這時,聲音逐漸趕了上來,兩個賽跑者幾乎肩並肩地到達900米的地方。

第三階段,在900米以後,子彈越跑越慢,聲音後來居上,終於超過了子彈。到了1200米的地方,子彈已經累得精疲力竭,快要跑不動了,聲音卻遠遠地跑在前麵了。這時候,如果你聽到了槍聲,子彈還沒有到你的麵前哩!

賽跑的結果,子彈隻能獲得900米以內的冠軍,而最後的冠軍卻屬於聲音。