比超音速还快?威力不能小觑的空中爆炸
· 什么是音爆 ·
音爆
物体运行速度接近音速时,会有一股强大的阻力,使物体产生强烈的振荡,速度衰减。这一现象被俗称为音障(Sound Barrier)。突破音障时,由于物体本身对空气的压缩无法迅速传播,逐渐在物体的迎风面积累而终形成激波面,在激波面上声学能量高度集中。这些能量传到人们耳朵里时,会让人感受到短暂而极其强烈的爆炸声,称为音爆(Sonic Boom)
声音在空气中的传播像水中投入石子产生的水波一样,通过波的形式向外传播,这就是声波。我们平时听见的声音就是声波传入耳内使鼓膜震动而产生的。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,所以就全部叠在机身后方,形成了圆锥形状的音锥。当它们向外传播时便互相干扰和影响,然后汇集成一道包罗机头的音爆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。当这两道激波波及到无论哪个空间和物体时,均会感到这种强烈的变化,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”(sonic boom )。
音爆”是物体在空气中的相对运动速度向上突破达到1马赫临界点时就会出现。通常情况下,多为飞行器在超音速飞行时产生的强压力波,传到地面上形成如同雷鸣的爆炸声。在突破音障时伴随的一个奇特现象便是“音爆云”,这是由于在激波面后方由于气压增加而压缩周围空气,使水气凝结形成微小的水珠,看上去就像云雾一般。这种云雾通常只能持续几秒钟,激波现身,转瞬即逝。音爆云是国内对这种现象的一个俗称,较为严肃一点的描述为Prandtl-Glauert condensation clouds(普朗特-格劳厄脱凝结云)。
· 音爆的危害 ·
音爆
音爆的能量巨大,一架低空超音速飞行的战斗机产生的音爆足以震碎门窗玻璃。有人测量过,一架在 16000米高空以两倍音速飞行的协和客机产生的音爆对地面产生的压强高达100帕,相当于给一块一平米左右的玻璃窗上施加10公斤的力,玻璃哗哗直响就不难解释了。我们把压强换算成更直观的声强,100帕大约相当于133分贝,如果你恰好身处某重金属摇滚音乐会的大音箱旁边,就知道133分贝的声音会对 你产生什么样的影响了。协和被禁止在陆地上进行超音速飞行,这与高昂的营运费用一起直接断送了这种优雅的飞机的生命,2003年,所有的协和退出市场,从此天空中不再有超音速客机的身影。
这是一种非常规武器,它其实不是炸弹,这是利用飞行原理所产生的新型武器,可以做到“杀人于无形”。以色列在对巴勒斯坦发动的军事进攻中就曾用到,使得巴基斯坦的普通民众连续几夜惊恐失眠,心力耗竭,不知所措。人们出现高血压、疲倦与失眠等问题。而对于孩童而言,这种噪音更意味着危险,因为他们不像成人知道这只是噪音,往往会在幼小的心灵上留下阴影。在飞机机翼两侧会有两个类似火箭助推器似的东西,如果战机进行音爆火箭加速器会给飞机带来更强的助推力,可以在短时间内形成音爆。
· 音爆的预防 ·
音爆
从民众角度说起1。要找一个隔音较好的房子一定要是水泥的,窗户要少要结实,多穿一些衣服防止被伤,否则引爆的穿透力将势不可当。2。戴上耳罩,一定要保证将耳朵全包裹住,要张大嘴巴,就像过年放鞭炮一样,要达到内外压力的平衡,才不会导致七窍流血。3。有条件的话就将自己泡在水里,水流较大的淋浴也行,这样是为减缓音爆的冲击波,因为冲击波遇到水会减缓。
从军队角度说起:1.要建立完善的对空防御体系,不给敌机进行音爆的机会,这是防止的根本方法。2。通过三防部队进行防护,比如穿特制的防护衣一类的。3。同样也要有隔音较好的房子一定要是水泥的,窗户要少要结实。4。飞机在进行音爆时,速度会达到最大,所以只要迎着飞机跑或是就地卧倒,因为冲击波的范围很大所以最好隐蔽在地势低洼的地方。前提是同飞机有适当距离的情况下。
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