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战机突破音障时,会发生什么?-战斗机破音障是怎么回事?

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战斗机只有在超音速飞行时才有音障。超音速飞行时快速挤压空气,造成了音障。那圈白雾是由于突破音障后,压力迅速降低形成的云团。

战机突破音障时,会发生“音爆”,有时还伴有明显的“音爆云”

 

【音爆】:

物体接近音速时,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)。

 

【音爆云】:

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7a64e78988e69d83332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,其学名为“Prandtl-Glauert condensation clouds”(普朗特-格劳厄脱凝结云)。

因此,音爆云常见于战斗机和舰载机。在海面上空气非常湿润,激起的云雾更大更漂亮。

【危害】:

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。

当飞机作低空超音速飞行时,不但地面的人畜能听到震耳欲聋的巨响,影响人们的生活和工作,严重的还可以震碎玻璃,甚至损坏不坚固的建筑物,造成直接的损失。


  1. 战斗机全速、持续飞行,会严重损耗发动机小时寿命的。除了F22之外,目前尚没有战斗机能做到一直以音速巡航。上加力,一般是指把加力开关打开,全速飞行一段时间。通常是在遇到了”确知敌机发射导弹“等紧急情况时做出的超机动动作。

  2. 音障,是指飞机速度接近因素340米/秒时,空气阻力呈几何倍数指数上升的现象;音爆,是指飞机在突破音速的那一瞬间,将一切声音抛在身后所导致的爆炸状云团和巨响,如果飞机在300米以下发出音爆会震死养殖场的鸡鸭鹅、甚至震碎大楼的玻璃,所以通常被禁止。



人们在实践中发现,在飞行速度达到音速的十分之九,即马赫数MO.9空中时速约950公里时,局部气流的速度可能就达到音速,产生局部激波,从而使气动阻力剧增。要进一步提高速度,就需要发动机有更大的推力。更严重的是,激波能使流经机翼和机身表面的气流,变得非常紊乱,从而使飞机剧烈抖动,操纵十分困难。同时,机翼会下沉、机头往下栽;如果这时飞机正在爬升,机身会突然自动上仰。这些讨厌的症状,都可能导致飞机坠毁。这就是所谓“音障”问题。由于声波的传递速度是有限的,移动中的声源便可追上自己发出的声波。当物体速度增加到与音速相同时,声波开始在物体前面e799bee5baa6e997aee7ad94e4b893e5b19e361堆积。如果这个物体有足够的加速度,便能突破这个不稳定的声波屏障,冲到声音的前面去,也就是冲破音障。
一个以超音速前进的物体,会持续在其前方产生稳定的压力波(弓形震波)。当物体朝观察者前进时,观察者不会听到声音;物体通过后,所产生的波(马赫波)朝向地面传来,波间的压力差会形成可听见的效应,也就是音爆.

当飞机的飞行速度比音速低时,同飞机接触的空气好像“通信员”似的,以传递声音的速度向前“通知”前面即将遭遇飞机的空气,使它们“让路”。但当飞机的速度超过音速时,飞机前面的空气因来不及躲避而被紧密地压缩在一起,堆聚成一层薄薄的波面——激波,激波后面,空气因被压缩,使压强突然升高,阻止了飞机的进一步加速,并可能使机翼和尾翼剧烈振颤而发生爆炸。
而音障不单单仅有声波,还有来自空气的阻力,当飞行物体要接近1马赫(声速单位)飞行时,前方急速冲来的空气不能够像平常一样通过机身扩散开,于是气体都堆积到了飞行体的周围,产生极大的压力,也会引发出一种看不见的空气旋涡,俗称“死亡漩涡”这也被叫做音障,如果机身不作特殊加固处理,那么将会被瞬间摇成碎片

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