當物體接近音速時,會有一股強大的阻力,使物體產(chǎn)生強烈的振蕩,速度衰減。這一現(xiàn)象被俗稱為音障(Sound Barrier)。突破音障時,由于物體本身對空氣的壓縮無法迅速傳播,逐漸在物體的迎風面積累而終形成激波面,在激波面上聲學能量高度集中。這些能量傳到人們耳朵里時,會讓人感受到短暫而極其強烈的爆炸聲,稱為音爆(Sonic Boom)。
如果給空氣一個擾動,聲音也會像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(nèi)使鼓膜震動而產(chǎn)生的。當飛機在空中作超音速飛行時,在機頭或突出部分,也會像水中前進的快艇一樣出現(xiàn)一種楔形或錐形波,這就是激波。
飛機所發(fā)出的疏密狀的音波無法跑到飛機前方,所以就全部疊在機身后方,形成了圓錐形狀的音錐。當它們向外傳播時便互相干擾和影響,然后匯集成一道包羅機頭的音爆前激波和一道尾隨機尾的后激波。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(zhì)。激波的厚度很小,經(jīng)過波后空氣的壓強、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。這種響聲就稱之為“音爆”(sonic boom)。
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