超音速飛行爲什麼會產生音爆!音爆有什麼危害

題目：

超音速飛行爲什麼會產生音爆!音爆有什麼危害

解答：

音爆
當我們路過超音速飛機的機場附近時,有可能會聽到「嘣嘣」兩聲巨響,猶如晴天霹靂,震耳欲聾.如果是你初次聽到的話還會大吃一驚!以爲是飛機在空中放炮,或者出了什麼問題.其實不然,這就是超音速飛行中的所謂「音爆」（也稱爲「爆音」）.
那麼,「音爆」究竟是怎麼回事,爲什麼只有在超音速飛行時才會出現呢?要想了解這一點,我們可以從一種常見的自然現象談起：
在平靜的水面上,如果投一塊石頭,水面上立刻會出現一圈一圈的水波向四周傳播,波及整個水面,也就是我們常常說的「一石激起千層浪」.但如果是在水面上運動的物體在水中激起的水波就不是這樣了,例如一艘快艇在水中高速前進時,我們看到它激起的水波就不是一圈一圈地向外傳,而是從艇前開始,呈一楔形向外傳播.同時我們可以看到前緣密集,波浪很大,而後面波浪就很小.這種波我們稱爲楔形水波.此波隨同快船一道前進,波及的範圍始終在楔形之內.
同樣地,對於空氣來說,也有這種現象,如果給空氣一個擾動,聲音也會象水一樣通過波的形式向外傳播,這就是聲波.我們平時聽見的聲音就是聲波傳入耳內刺激鼓膜產生的.當飛機在空中作超音速飛行時,在機頭或突出部分,也會象水中前進的快艇一樣出現一種楔形或錐形波,這就是激波.當它們向外傳播時便互相干擾和影響,然後匯集成一道包羅機頭的前激波和一道尾隨機尾的後激波.這種波雖然可以用上述的楔形水波來比擬,但有著迥然不同的性質.激波的厚度很小,經過波後空氣的壓強、密度、溫度都突然升高,速度立即下降.當這兩道激波波及到無論哪個空間和物體時,均會感到這種強烈的變化,反映到人的耳朵里,使耳鼓膜受到突然的空氣壓強變化,就感覺是兩聲雷鳴般的巨響.這種響聲就稱之爲「音爆」.
「音爆」只有在飛機作超音速飛行時才會出現.當飛機在一定高度下以超音速飛行時,由於激波引起的強烈的壓力變化.使我們聽到了「音爆」.那麼,隨同飛機一道前進的飛行員是不是也會有同樣的感覺呢?其實飛行員是不會聽到這種響聲的,因爲飛行員坐在座艙里,激波引起的壓強、密度、溫度的變化,飛行員是無法感覺到的.即使座艙不密封.由於飛行員始終處於前激波的後面、後激波的前面,也就是說,他是處在一個暫時的穩定的等壓強的條件下,也是聽不到的.
「音爆」的強弱以及即對地面影響的大小,與飛機飛行高度有著直接的關係.因爲,激波和水被一樣,距離越遠,波的強度也越弱.當飛機作低空超音速飛行時,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,嚴重的還可以震碎玻璃,甚至損壞不堅固的建築物,造成直接的損失.隨著飛行高度的增加,這種影響越來越弱,當超過一定的高度後,地面基本不會受到影響