飞机以超过音速的速度飞行,飞机所发出的声音的密度波无法跑在飞机前方,所以就全部叠在机身后方,形成了圆锥形状的音锥。当这种爆震波传到耳朵时,我们就听到所有累积起来的声音,在听觉上,这就是一声轰然巨响的音爆,即音爆。
在飞机正好要加速穿过音障时,在飞机的周围,有时候会有一团云雾形成。不过,这团云雾的成因是什么,仍然颇有争议。目前最流行的理论认为,在那瞬间四周空气压力骤降,发生了一种奇特效应,因此空气中的水气就凝结成小水滴形成一团云雾。
除了飞机之外,大型流星体和航天飞机进入地球大气时,当它们的速度降到音速以下的瞬间,也常会产生音爆。在水面上运动的物体例如一艘快艇在水中高速前进时,我们看到它激起的水波就不是一圈一圈地向外传,而是从艇前开始,呈一楔形向外传播。同时我们可以看到前缘密集,波浪很大,而后面波浪就很小。这种波我们称为楔形水波。此波随同快船一道前进,波及的范围始终在楔形之内。
当飞机在空中作超音速飞行时,在机头或突出部分,也会像水中前进的快艇一样出现一种楔形或锥形波,这就是激波。飞机所发出的疏密状的音波无法跑到飞机前方,所以全部叠在机身后方,形成了圆锥形状的音锥。当它们向外传播时便互相干扰,然后汇集成一道包罗机头的前激波和一道尾随机尾的后激波。这种波虽然可以用上述的楔形水波来比拟,但有着迥然不同的性质。激波的厚度很小,经过波后空气的压强、密度、温度都突然升高,速度立即下降。反映到人的耳朵里,使耳鼓膜受到突然的空气压强变化,就感觉是两声雷鸣般的巨响,这种响声就称之为音爆”。
音爆”只有在飞机作超音速飞行时才会出现。音爆”的强弱以及即对地面影响的大小,与飞机飞行高度有着直接的关系。
音爆是什么原因产生的
音爆是飞升速度过快产生的。当飞行速度超过声速时飞机比声波更快,飞机对空气的压缩无法迅速传播,逐渐在飞机的前面压缩积累犹如一道墙,当突破这道墙时能量高度集中,这些能量传到耳朵里时就会让人感觉到短暂而强烈的爆炸声,这就是音爆。
音爆的实际强度和污染范围还与飞机飞行高度、速度、重量和气象条件等有关。由于轰声的压力波是突然到达地面的,所以人们听到的是骤然的巨响。
音爆在超声速飞机的航线下会形成一个地面轰声污染区,其宽度约80公里~160公里,长度从启程机场的航向后方160公里起,至降落机场的航向前方的160公里止,在这一大片范围内可产生130分贝左右的噪声。
飞机音爆是什么意思
飞机音爆是飞机超过音速的临界点产生的爆炸声音,飞机飞行的过程中会产生强力波,传到地面上则会出现爆炸声,飞机音爆产生是飞机强力波是附近压强、密度急速上升会使人体耳膜受到震动出现巨响,对人体造成危害。
【释义】
飞机音爆是激波,当飞机机体上某一点或某一个区域速度达到甚至超过音速(M数大于等于1),超过音速的那部分空气块造成极大的阻力,很可能造成机体结构变形,并且速度极快地降低。
形象地来说,你是飞机,空气块是你的一个好基友,你们手拉手在一起跑步――你基友跑匀速,你有一部分速度是被他带快的,然后突然你开始加速,一直加一直加,直到超过你基友的速度,但是他仍然是匀速跑,此时你们因为手拉手,你受到他速度的限制,被迫拽到减速,甚至骤停
如果你们两个速度过快会怎样?――在他拽你的同时,巨大的力,把你的手臂扯断了(机翼结构破坏),这时候就gg了
超过音速,由于飞机反抗空气块的压迫,机翼部分(因为颤动,一般激波中M数大于1的部分都是机翼)会强烈扰乱空气块,形成激波,如下图
并且伴随着巨大爆破式声效,就是音爆了
值得庆幸的是
一般民航客机是不会达到这种速度的,飞行仪表上有M数提醒,敬业的飞行员们会保证您不会超过音速。
如果您想体验超过音速的体验(围笑),只有通过“协和号”超音速客机(法国 的),它的独特流线型、细长的机体结构和独特的机翼能使它克服激波,超过音速飞行,大大减少飞行行程时间(正常6小时,协和号3小时),不过超音速飞行给乘客带来的是不舒适(噪音极大)和超贵票价(近10000美金),可以说是非常作了,大部分乘客都是想体验新奇的壕,一般人玩不起。
【理解】
首先,你需要知道声音在空气中是怎么传播的。
声音是一种压力波:当演奏乐器、拍打一扇门或者敲击桌面时,他们的振动会引起介质——空气分子有节奏的振动,使周围的空气产生疏密变化,形成疏密相间的纵波,这就产生了声波,这种现象会一直延续到振动消失为止。
因为声波的传播速度是音速,所以飞机在接近音速时,刚发出的声波就会开始越来越接近之前发出的声波。当飞机到达音速时,声波的震动波相对飞机就是静止的。而飞机前面被压缩用以传播声音的声波就像一堵墙一样出现在飞机前方。这堵墙就是音障。
所以音障可以简单的理解为一堵被压缩了的空气墙。
而飞机在进一步加速,突破音速的时候,这堵墙相当于是被硬生生撞开了。空气墙和飞机接触的地方——激波面,就好像用锤子敲打砖墙的接触位置——就会产生巨大的能量,能量又通过空气传播出来,被人听到以后就是一声巨响,这就是音爆了。
飞机的速度达到音速时,为什么会发生音爆?
激波效应。
从理论上来讲,飞行器速度达到临近音速的速度时,速度突破音速时会产生音爆的现象。音爆:突破音障时所产生的现象,同时产生的还有音爆云等现象,从理论上解释音爆等现象产生很复杂。
飞机等飞行器具备超音速飞行的特殊能力,超音速:顾名思义,飞机等飞行器在飞行时的速度比声音的速度要快。声音传播像是把石头扔入水面,产生波浪扩散,声音也是这样以这样的形式向四周扩散开去的,音速数值不是固定值,受空气的温度、高度以及其他因素的影响存在差异,以空气中1个标准大气压和15℃的条件下为标准值就散的话,约340m/s,换算可得1224km/h,方便计算。低于1224公里/小时是亚音速,超过1224km/h是超音速,音爆是突破1224km/h出现的现象。
音爆产生:飞机在飞行时,声音伴随着飞机,驾驶员能听到,这和开汽车一样,声音在空气中,飞机速度越来越快的时候,飞机前部会产生形成激波,激波:飞机头部位置形成空气叠加的一种特殊的现象,飞机的速度大于空气被飞机挤压状态下扩散的速度,不急扩散的空气叠加在机头部位的位置,形成一道看不见的阻力,在水中慢慢走感觉不到水对你产生的阻力是一样的,跑起来就会感觉到阻力的存在,水无法及时扩散。飞机也是这样,把声音挤压、叠加在了机头部位的位置,形成科学上的激波效应,飞机头部形成音障墙,飞机受到的阻力达到最大,发动机很难继续行驶,产生震荡的现象,声音很大,在加把劲,把音障墙捅破,飞机冲出音障墙的阻碍。突破音障时,音障叠加层产生音爆声音,像子弹击穿钢板时产生的声音,在空气中扩散,传到地面就形成我们所说的音爆的声音了。
超音速飞机为什么会产生音爆,除了达到音速之外,还要满足哪些条件?
引言:所谓超音速飞机,是指飞机运行时的速度,比音速还要快。正是由于超音速飞机运行速度非常快,在与气流相互冲击时,产生了压力,从而导致了音爆的产生。那么,除了运行速度快,超音速飞机产生音爆,还有哪些原因呢?音爆现象与气象条件和地面条件都有很大的关系,如果飞机仅仅是飞得快,而气流条件没有达到要求,那么音爆也不会产生。所以只有在这几个因素的相互配合下,音爆才能够随之爆发。
在一般的状况下,如果一个正常飞机的速度过高的话,也会产生音爆现象。因为超音速飞机的速度非常快。所以超音速飞机能够很容易产生音爆。当超音速飞机的运行速度超过音速后,超音速飞机在空气中激起的波自然被推倒了超音速飞机的前面。这些波一点一点的堆积,飞机不断地加快,这些波就越累越多,就像一堵墙挡在了超音速飞机的前面。
最终的状况就是,超音速飞机将这堵墙撞碎,然后就发生了巨大的声响,恍如爆炸一般,这就是音爆。速度快,只是超音速飞机的一个重要的特性。超音速飞机的动力非常充足,才能够支撑超音速飞机不断地加速。除了速度以外,超音速飞机的结构也异常的巧妙。在制造超音速飞机时,运用的设备都是十分先进的,而且异常的结实。这样超音速飞机才不会被产生的波所阻碍。
值得注意的是,超音速飞机的外形也非常合理。和正常的飞机相比,超音速飞机有了一些改变。超音速飞机的机翼是非常狭长的。机头甚至可以下垂。这样的结构,使得超音速飞机产生音爆后,不会被音爆所损害。一般的飞机如果速度过快,就会对自身的结构产生影响,而超音速飞机不一样。超音速飞机和正常的飞机相比,使用的时间也更长。
超音速飞行为什么会产生音爆!!音爆有什么危害
因为机体对空气的压缩无法迅速传播,逐渐在飞机的迎风面和它附近区域积累,最终形成空气中激波面,激波面将显著增加飞机的阻力,从而形成音障。战斗机在低空飞行的时候产生的音爆不仅影响到地面人和动物的正常工作休息,还有可能导致地面房屋玻璃被震碎,甚至还会让一些不稳定的建筑倒塌,造成比较严重的后果。
气动力中心后移,飞行阻尼减小,这要求航空器的机翼后掠,面积减小,机体做成尖顶的细长形,加大控制面(特别是垂尾)面积。由于操纵性能变坏,抗干扰及恢复能力变差,因而在超音速飞行时要求驾驶员动作要协调、柔和。
超音速飞行会造成音爆,产生强力噪声,一般禁止在居民区上空进行超音速飞行。人类在喷气发动机出现后于1947年终于实现了以超音速飞行的梦想,其间经过了40多年。
当飞行速度很大(马赫数超过2.5)时,由于气体分子的摩擦,造成气动加热,使机体表面温度升高,现在通用的铝合金材料不能承受,马赫数超过2.5的航空器要使用钛合金或其他耐热合金结构材料。
扩展资料
超音速飞机采用的是超音速燃烧冲压发动机,它类属于冲压发动机。冲压发动机的原理由法国人雷恩?洛兰于1913年提出,1939年首次被德国用于V-1飞弹上。冲压发动机由进气道、燃烧室、推进喷管三部分组成,它比涡轮喷气发动机简单得多。冲压是利用迎面气流进入发动机后减速、提高静压的过程。该过程不需要高速旋转的、复杂的压气机。
高速气流经扩张减速,气压和温度升高后,进入燃烧室与燃油混合燃烧,温度为2000—2200℃,甚至更高,经膨胀加速,由喷口高速排出,产生推力。
冲压喷气发动机目前分为亚音速、超音速、超音速燃烧(或高超音速)三类。亚音速冲压发动机以航空煤油为燃料,采用扩散形进气道和收敛形喷管,飞行时增压比不超过1.89。速度在小于0.5马赫时一般无法工作。超音速冲压发动机采用超音速进气道,燃烧室入口为亚音速气流,采用收敛形或收敛扩散形喷管。用航空煤油或烃类作为燃料。
推进速度为2至5马赫,可用于超音速靶机和地对空导弹。超音速燃烧(高超音速)发动机是一种使用碳氢燃料或液氢燃料新颖的发动机,空气在发动机内的流速始终保持为超音速,飞行速度高达5至16马赫。
超音速燃烧发动机同涡扇喷气发动机存在不同。其实,它也有别于火箭发动机。虽然,多级火箭的速度极高,可达20多马赫,但是它携带着全部的燃料,因而在相同体积的情况下,其有效负载低于安装有超音速燃烧冲压发动机的飞行器。
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