為什么原來的飛機(jī)沒有音爆,比如殲七也是超音速飛機(jī),卻沒有音爆發(fā)生呢?:物體運(yùn)行速度接近音速時(shí),會(huì)有一股強(qiáng)大的阻力,使物體產(chǎn)生強(qiáng)烈的振蕩,速度衰減。這一
物體運(yùn)行速度接近音速時(shí),會(huì)有一股強(qiáng)大的阻力,使物體產(chǎn)生強(qiáng)烈的振蕩,速度衰減。這一現(xiàn)象被俗稱為音障。突破音障時(shí),由于物體本身對(duì)空氣的壓縮無法迅速傳播,逐漸在物體的迎風(fēng)面積累而終形成激波面,在激波面上聲學(xué)能量高度集中。這些能量傳到人們耳朵里時(shí),會(huì)讓人感受到短暫而極其強(qiáng)烈的爆炸聲,稱為音爆。
只要物體在空氣中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度向上突破達(dá)到1馬赫臨界點(diǎn)時(shí),音爆就會(huì)出現(xiàn)。所以以前的飛機(jī)只要作超音速飛行就會(huì)出現(xiàn)音爆,殲七的最大速遞能超過2倍音速,自然也不例外。但音爆的影響卻和飛機(jī)的高度、飛行速度和大氣狀況直接相關(guān)。激波和水波一樣,距離越遠(yuǎn),波的強(qiáng)度也越弱。當(dāng)飛機(jī)作低空超音速飛行時(shí),不但地面的人畜能聽到震耳欲聾的巨響,影響人們的生活和工作,嚴(yán)重的還可以震碎玻璃,甚至損壞不堅(jiān)固的建筑物,造成直接的損失。隨著飛行高度的增加,這種影響越來越弱,當(dāng)超過一定的高度后,地面基本不會(huì)受到影響。
當(dāng)然,如果飛行速度更快,那么能對(duì)地面造成影響的高度也就越高。有人測(cè)量過,一架在 16000米高空以2倍音速飛行的協(xié)和客機(jī)產(chǎn)生的音爆對(duì)地面產(chǎn)生的壓強(qiáng)高達(dá)100帕,相當(dāng)于給一塊一平米左右的窗玻璃上施加10公斤的力,玻璃嘩嘩直響就不難解釋了。我們把壓強(qiáng)換算成更直觀的聲強(qiáng),100帕大約相當(dāng)于133分貝,如果你恰好身處某重金屬搖滾音樂會(huì)的大音箱旁邊,就知道133分貝的聲音會(huì)對(duì)你產(chǎn)生什么樣的影響了。因此協(xié)和被禁止在陸地上進(jìn)行超音速飛行。
所以,此前你沒聽到過音爆可能只是因?yàn)槲臆姷膽?zhàn)斗機(jī)訓(xùn)練時(shí)都只在人口密度比較低的地方、而且飛到高空才進(jìn)行超音速飛行吧。
說下樓主的疑惑:很多飛機(jī)是超音速的,但是那是在高空達(dá)到的,在低空并不能飛到超音速。
飛機(jī)的訓(xùn)練場(chǎng)已經(jīng)盡量都改在人煙稀少的地方,以減少各種對(duì)地面的影響。然而機(jī)場(chǎng)和基地沒法說移就移啊,于是訓(xùn)練和試飛時(shí),常常要求飛行員低速通過市區(qū),在訓(xùn)練場(chǎng)中再使出全力。這些低速通過的區(qū)域,自然聽不到什么巨大的音爆。
比如從公開信息里的消息就能知道,成飛那個(gè)機(jī)場(chǎng),飛到訓(xùn)練區(qū)要近半個(gè)小時(shí)…
另外說說下圖里所謂的“音爆”
1、你看到的不算是音爆。你可以多看幾個(gè)視頻,這現(xiàn)象發(fā)生的環(huán)境是固定的:溫度不低,在水面附近,低空。實(shí)際這是飛機(jī)的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)壓縮空氣,導(dǎo)致空氣里的水蒸氣凝結(jié)出來。和音爆毫無關(guān)系。
2、二代戰(zhàn)斗機(jī)時(shí),追求高速,首要目標(biāo)是將機(jī)身設(shè)計(jì)的低阻,這樣低阻的外觀,對(duì)空氣壓縮不明顯。三代機(jī)以后,需求有了很大變化,比如機(jī)頭指向能力,比如部分隱身能力,比如更大的航程。這時(shí)候講總的阻力,反而是變大的,虧了發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展,才能仍然保持速度和能量。
3、“壓霧”現(xiàn)象這一現(xiàn)象還有很多表現(xiàn)形式,比如一些戰(zhàn)斗機(jī)的鴨翼、邊條在大仰角時(shí)制造出的渦流,比如一些大型客機(jī)的翼梢減渦裝置。
強(qiáng)烈建議在頭條發(fā)問的人,請(qǐng)至少就您提的問題至少百度十分鐘再?zèng)Q定自己是否發(fā)出一個(gè)蠢問題好嗎?
如果您連十分鐘都不舍的花,至少在您的問題里加上”我認(rèn)為“好嗎”?
”為什么我認(rèn)為以前的飛機(jī)沒有音爆,而現(xiàn)在的有了?”
沒見過殲七的音爆太正常了,首先一般人見到飛機(jī)都是在機(jī)場(chǎng)附近,飛機(jī)都處于亞音速。殲七的低空性能不好,另外音爆也擾民,哪個(gè)飛行員飛出低空音爆來離處分就不遠(yuǎn)了。另一個(gè)很重要的原因,殲七的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)壽命短,油耗大,超音速飛行需要開加力,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的損傷更厲害,所以飛機(jī)超音速飛行機(jī)會(huì)就更少了。還有一個(gè)原因,殲七時(shí)代國內(nèi)航空攝影不行,基本上都是靠在地面拍攝,即使飛出音爆也拍不到。
其他回答里的吃瓜群眾聽到的所謂音爆是噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)噴出的超音速氣流產(chǎn)生的,看過珠海航展的都知道,即使飛機(jī)飛得非常慢聽到的聲音也像悶雷似的。
你確定沒有嗎?你提出這個(gè)問題說明你知識(shí)面太窄了吧!凡是超音速飛機(jī)在突破音障的時(shí)候都會(huì)有音爆,七爺也是超音速飛機(jī)怎么會(huì)沒有音爆呢?你肯定沒聽見過七爺?shù)囊舯瑳]聽見不代表沒有。告訴你三十多年前我就聽到過,當(dāng)時(shí)我還上小學(xué),老師的解釋是 噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)在加速,那時(shí)候農(nóng)村老師也不知道什么音障 音爆之類的詞,能知道是噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)在加速。70--80年代應(yīng)該是六爺七爺?shù)奶煜掳桑?/p>
我們是西安東郊的,以前時(shí)不時(shí)會(huì)在下午聽見音爆,抬頭就能看到,晴朗的天空上,一條細(xì)長(zhǎng)的不斷往前走的飛行云,飛機(jī)就一小銀亮點(diǎn)在前面,那就是殲七在訓(xùn)練,音爆不算啥神秘事,小學(xué)就有科普,是人都知道
很遺憾的說,你給出的兩張圖片里,那些掛著云的戰(zhàn)機(jī)統(tǒng)統(tǒng)都不是什么“音爆”狀態(tài),這只是一種因氣壓差造成水蒸氣凝結(jié)的物理現(xiàn)象罷了。
不知什么時(shí)候起,這些飛機(jī)云被冠以“音爆云”的稱呼,實(shí)際上它們的形成條件與飛行環(huán)境息息相關(guān),但與飛行速度關(guān)聯(lián)不大,只要?dú)庀髼l件允許,隨便飛飛都能出來。
比如上圖那個(gè)B-2轟炸機(jī),它能超音速嗎?借這玩意兒三個(gè)F135它都不敢超。
還有這個(gè)在艦隊(duì)上空飛行的F\A-18,它沒必要掠海超音速,更不敢在軍艦頭頂搞這種事,提康德羅加級(jí)通常都是指揮艦,它不敢炸。
這種效應(yīng)被稱為“普朗特-格勞特凝結(jié)云”(Prandtl-Glauert condensation cloud),它所形成的凝結(jié)云與“打破音障”沒啥關(guān)系,因?yàn)轱w機(jī)可以在不超過音速的情況下產(chǎn)生普朗特-格勞特凝聚云。
與它有關(guān)的是氣壓,水蒸氣可以在不同的壓力條件下產(chǎn)生不同變化,凝結(jié)與凝華當(dāng)然其中一種表現(xiàn),相信學(xué)過高中物理的都能明白。
飛機(jī)之所以出現(xiàn)凝結(jié)云,主要原因是進(jìn)入了濕空氣濃厚環(huán)境里后,因飛行所產(chǎn)生的低壓區(qū)造成了水蒸氣凝結(jié)。但一旦氣壓隨后恢復(fù)到環(huán)境水平上,凝結(jié)云也就因條件喪失而消失了。
許多人正是觀察到凝結(jié)云的小范圍錐形狀態(tài),將之誤讀為某些激波效應(yīng),錯(cuò)誤的把“音障”與之張冠李戴了。
實(shí)際上音障是看不到的,音障主要在于波的疊加,當(dāng)飛機(jī)達(dá)到與聲音速度一致式,能量堆疊造成飛機(jī)的顫抖、升溫、減速、劇烈振動(dòng)。過去的人無法理解,便稱之為“聲音的障壁”(Sound Barrier)。
后來飛機(jī)推力大了,外形更堅(jiān)固了,沖破音障也就是水到渠成的事,飛機(jī)不會(huì)故意停留在與音同速的狀態(tài)中,這本身就是危險(xiǎn)的事情。
再說具體點(diǎn),當(dāng)飛機(jī)以亞音速飛行時(shí),它產(chǎn)生的壓力擾動(dòng)或聲音會(huì)向各個(gè)方向擴(kuò)展。因?yàn)檫@種擾動(dòng)會(huì)持續(xù)地向地傳遞到路徑上的每一點(diǎn),所以不會(huì)產(chǎn)生劇烈的擾動(dòng)或壓力的變化。
然而,在超音速飛行時(shí),壓力場(chǎng)被限制在一個(gè)區(qū)域內(nèi),該區(qū)域主要延伸到尾部,并在一個(gè)受限的加寬錐體(稱為馬赫錐 Mach cone)中延伸下去。
也就是因?yàn)檫@個(gè)馬赫錐的形狀影響,導(dǎo)致某人某度將錐形的普朗特-格勞特凝結(jié)云(Prandtl-Glauert condensation cloud)理解為馬赫錐(Mach cone)。
當(dāng)然,并不否認(rèn),當(dāng)飛行物體以極高速飛行時(shí),確實(shí)會(huì)更容易產(chǎn)生凝結(jié)云,這還是氣壓原理。
上圖.子彈的馬赫錐,這才是肉眼所見的突破聲音
飛機(jī)突破音障,毫無疑問是一種對(duì)波的干涉擾動(dòng),所以便產(chǎn)生了沖擊波,它們以音爆的形式從飛機(jī)后方被拋掉,然后形成天空中轟隆隆的巨響。
如果飛機(jī)飛的足夠低,那么沖擊波在衰減前將對(duì)地面造成極大的破壞,比如震碎玻璃、炸出巨大的噪音,甚至震塌房屋,把人炸倒都不稀奇。
所以,全世界所有的國家都有相關(guān)的規(guī)定,不允許超音速飛機(jī)在城市和人煙稠密的區(qū)域亂飛,即便要通過這些地方,要么采取高空飛行,要么采取亞音速飛行,決不能又超音速又飛低空,否則鬧出的亂子絕不是賠幾塊玻璃那么簡(jiǎn)單。
(實(shí)際上因?yàn)槌羲亠w行產(chǎn)生的音爆這些年已經(jīng)鬧出不少亂子了,人們會(huì)聽到天空一聲炸雷般的巨響,事后又找不到是怎么回事)
除了與高度速度有關(guān),音爆還與飛機(jī)的外形有關(guān),不同外形設(shè)計(jì)的飛機(jī)擁有不同的音爆產(chǎn)生強(qiáng)度,尤其是那些比較長(zhǎng)和大的飛機(jī),它們極有可能在身上連續(xù)制造兩次或多次音爆。
殲7當(dāng)然也會(huì)發(fā)生音爆,老王雖然沒見到過發(fā)出音爆的殲7,但在荊門的某軍用機(jī)場(chǎng)也見過“放炮”的殲6,所以根本不用質(zhì)疑七爺能不能音爆,除非你見到的7爺沒超音速飛行。
而且很多時(shí)候都是聽到“炮響”,真正找卻很難找到飛機(jī),高空中的殲擊機(jī)并不像那些城市上空進(jìn)入進(jìn)近階段的民航那么容易被發(fā)現(xiàn)。
實(shí)際上,有很多很多人將噴氣式飛機(jī)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)噪音當(dāng)成了音爆,這種聲音雖然也挺大的,但與“砰”的音爆聲比起來其實(shí)不算個(gè)什么。
不是空軍訓(xùn)練區(qū)域當(dāng)然無音爆了!從64年起,我家鄉(xiāng)就音爆連連,上課都能嚇一跳,大家都習(xí)慣了。怎么有此一問?
音爆是飛機(jī)的速度和聲音的傳播速度相同時(shí)發(fā)生的。這時(shí)飛機(jī)之前發(fā)出的聲音正好傳播到飛機(jī)現(xiàn)在的位置,和飛機(jī)現(xiàn)在發(fā)出的聲音疊加,這個(gè)過程中聲音不斷疊加增強(qiáng)就形成音爆。
無論超音速還是亞音速都不產(chǎn)生音爆,只有音速飛行才有音爆。殲七的性能好,可以快速突破音速,因此音速飛行的時(shí)間短,聲音疊加的時(shí)間也短,不足以疊加到音爆的程度。
飛機(jī)超音速飛行時(shí)都有音爆,只不過我們國家空軍超音速飛行時(shí),一般在1萬米以上高空音爆對(duì)地面的影響極小。飛機(jī)低空超音速時(shí)產(chǎn)生的音爆能震碎玻璃。但是也有例外,1969年的10月份當(dāng)時(shí)國家戰(zhàn)備我們學(xué)校附近機(jī)場(chǎng)的戰(zhàn)斗機(jī)在長(zhǎng)江灘進(jìn)行俯沖攻擊訓(xùn)練當(dāng)時(shí)有殲5和殲6。殲5俯沖攻擊時(shí)不會(huì)產(chǎn)生音爆。殲6俯沖攻擊時(shí)就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的音爆。我們學(xué)校離江灘約5公里。音爆的聲音使我們學(xué)校的窗戶發(fā)出嘩嘩的響聲。按照物理學(xué)的面積定律。如果我們學(xué)校離江灘2公里,這些玻璃應(yīng)該全部震碎。低空飛行的音爆是兩聲,間隔0.05秒左右震耳欲聾。從這以后再也沒有聽到過低空超音速飛行的音爆。八,九十年代,我國空軍開始裝備殲七戰(zhàn)斗機(jī)。多次見到過殲7戰(zhàn)斗機(jī),在12,000米高度上進(jìn)行水平蛇行機(jī)動(dòng)截?fù)粲?xùn)練。產(chǎn)生的音爆比殲6戰(zhàn)斗機(jī)同高度的超音速飛行低的多。后來一個(gè)飛行員朋友告訴我,殲6戰(zhàn)斗機(jī)超低空飛行產(chǎn)生的音爆比殲7戰(zhàn)斗機(jī)超低空飛行產(chǎn)生的音爆強(qiáng)烈的多。69年的秋冬季是個(gè)特殊時(shí)期,現(xiàn)在空軍低空飛行時(shí)不準(zhǔn)超音速。因此也聽不到低空超音速的音爆了,另外殲6戰(zhàn)斗機(jī)也退役了。[大笑][大笑][大笑][耶][耶][耶]
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