什么现象称为音障?
音速是指声音在空气中传播的速度。高度不同,音速也就不同。在海平面,音速约为1224公里/小时。在航空上,通常用M(即马赫)来表示音速,M=1即为音速的1倍;M=2即为音速的2倍。当飞机飞行速度接近音速时,周围的流动态会发生变化,出现激波或其它效应,会使机身抖动、失控,甚至空中解体,并且还可产生极大的阻力,使以突破M=1的速度。人们把这种现象称之为音障。
何为“音障”?突破音障会有什么现象发生?这时人的感觉是什么样的?
1.音障是一种物理现象,当物体(通常是航空器)的速度接近音速时,将会逐渐追上自己发出的声波。声波叠合累积的结果,会造成震波(Shock Wave)的产生,进而对飞行器的加速产生障碍,而这种因为音速造成提升速度的障碍称为音障。 2.由于在物体的速度快要接近音速时,周边的空气受到声波叠合而呈现非常高压的状态,因此一旦物体穿越音障后,周围压力将会陡降。在比较潮湿的天气,有时陡降的压力所造成的瞬间低温可能会让气温低于它的露点(Dew Point)温度,使得水汽凝结变成微小的水珠,肉眼看来就像是云雾般的状态。但由于这个低压带会随著空气离机身的距离增加而恢复到常压,因此整体看来形状像是一个以物体为中心轴、向四周均匀扩散的圆锥状云团。 3.在20世纪50年代,飞机向音速冲击的时候,音障是一个非常大的问题。飞机头部被高速压缩的空气象一堵墙一样,很多冲击音速的飞机都在这堵墙上撞得空中解体。 1946年9月27日,德·哈维兰公司首席试飞员小杰弗里·德·哈维兰驾驶D.H.108型研究机飞行时,从高空向下俯冲,希望在短时间里超过音速,飞机达到0.94马赫时,不幸飞机空中解体,小杰弗里,这位德·哈维兰公司总裁杰弗里·德·哈维兰爵士的长子不幸遇难。 1947年10月14日清晨,美国飞行员耶格尔上尉在加利福尼亚州缪罗克空军基地,由B29母机携带他驾驶的X1飞机升至6 000米高空,即投下X1飞机,耶格尔驾驶X1飞机飞行,按程序点着了4个燃烧室,飞机马赫数达到0.88,飞机开始颤振,耶格尔随即关掉2个燃烧室,后来飞到2 800米高空时,耶格尔使飞机平飞,又打开第3个燃烧室,飞机又加速,马赫数表的指针已超过了1,但表的刻度只到1为止。这时空中传来了像打雷一样的巨响,这就是音爆! 耶格尔驾机的马赫数达到1.07,即每小时1120千米。
飞机突破声障时为什么可以看见?
音障是一种物理现象,当物体(通常是航空器)的速度接近音速时,将会逐渐追上自己发出的声波。声波叠合累积的结果,会造成震波(Shock Wave)的产生,进而对飞行器的加速产生障碍,而这种因为音速造成提升速度的障碍称为音障。
突破音障进入超音速后,从航空器最前端起会产生一股圆锥形的音锥,在旁观者听来这股震波有如爆炸一般,故称为音爆或声爆(Sonic Boom)。强烈的音爆不仅会对地面建筑物产生损害,对于飞行器本身伸出冲击面之外部分也会产生破坏。
除此之外,由于在物体的速度快要接近音速时,周边的空气受到声波叠合而呈现非常高压的状态,因此一旦物体穿越音障后,周围压力将会陡降。在比较潮湿的天气,有时陡降的压力所造成的瞬间低温可能会让气温低于它的露点(Dew Point)温度,使得水汽凝结变成微小的水珠,肉眼看来就像是云雾般的状态。但由于这个低压带会随著空气离机身的距离增加而恢复到常压,因此整体看来形状像是一个以物体为中心轴、向四周均匀扩散的圆锥状云团。
飞机的声障现象
音障是一种物理现象,当物体(通常是航空器)的速度接近音速时,将会逐渐追上自己发出的声波。声波叠合累积的结果,会造成震波(Shock Wave)的产生,进而对飞行器的加速产生障碍,而这种因为音速造成提升速度的障碍称为音障。突破音障进入超音速后,从航空器最前端起会产生一股圆锥形的音锥,在旁观者听来这股震波有如爆炸一般,故称为音爆或声爆(Sonic Boom)。