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音障

音障(Sound barrier),是一種物理現象。當物體(通常是航空器)的速度接近音速時,將會逐漸追上自己發出的聲波。此时,由于机身对空气的压缩无法迅速传播,将逐渐在飞机的迎风面及其附近区域积累,最终形成空气压强温度速度密度等物理性质的一个突变面——激波(Shock Wave,又译冲击波、骇波或震波)面。激波的形成是超音速飞行的典型特征。激波面将增加空气对飛行器的阻力,這種因為音速造成提升速度的障礙被俗稱為音障。另外,在早期飞机的设计中,由于对跨音速空气动力学了解尚少,所以曾多次发生飞机试图超越音速时解体或者失控坠毁的严重事故,有人把这一时期困扰飞机制造业的难题也称为“音障”[1]。1947年10月14日,贝尔X-1型研究机首次突破音障。[2]

一架正在穿越音障的美國海軍F/A-18F超級大黃蜂戰鬥機,注意到機身周圍激波面附近由于普朗特-格劳厄脱奇点(Prandtl-Glauert singularity)效应產生的圓錐形雲霧。

飞行器進入超音速飞行形成的激波面,是声学能量的高度集中面,又称音錐。音锥在听觉上是一声短暂而极其强烈(可能超越人耳听力上限的)的爆炸声,故稱為「音爆」或「聲爆」。強烈的音爆不僅會對地面建築物產生損害,也会给飛行器本身跨越衝擊面的部分造成巨大的压力,所以各国一般都禁止超音速飞机在住宅区上空突破音速。

除此之外,跨音速飞行常常伴随的一个效应称为普朗特-格劳厄脱凝结云(Prandtl-Glauert condensation clouds),其特徵是一個以飞机為中心軸、从机翼前段开始向四周均勻擴散的圓錐狀雲團。这是由於机翼引起气流加壓加速,進而引起水气凝结导致。水气凝結變成微小的水珠後,肉眼看來就像是雲霧般的狀態。這個高速区會隨著離機身的距離增加而迅速消失。值得一提的是,普朗特-格劳厄脱凝结云并非只能在跨音速飞行中看到,与激波也没有必然的联系,它仅仅表徵了空气具有一定的可压缩性。在合适的条件下,尚未接近音速的飞机也能在自己周围产生普朗特-格劳厄脱凝结云[3]

參考資料

  1. ^
  2. ^ “整个世界都安静了”——突破音障(组图)_新浪军事_新浪网. jczs.news.sina.com.cn. [2022-12-13]. 
  3. ^

 

音障, 此條目需要补充更多来源, 2021年2月22日, 请协助補充多方面可靠来源以改善这篇条目, 无法查证的内容可能會因為异议提出而移除, 致使用者, 请搜索一下条目的标题, 来源搜索, 网页, 新闻, 书籍, 学术, 图像, 以检查网络上是否存在该主题的更多可靠来源, 判定指引, sound, barrier, 是一種物理現象, 當物體, 通常是航空器, 的速度接近音速時, 將會逐漸追上自己發出的聲波, 此时, 由于机身对空气的压缩无法迅速传播, 将逐渐在飞机的迎风面及其附近区域积累, 最终形成空气中压强, 温. 此條目需要补充更多来源 2021年2月22日 请协助補充多方面可靠来源以改善这篇条目 无法查证的内容可能會因為异议提出而移除 致使用者 请搜索一下条目的标题 来源搜索 音障 网页 新闻 书籍 学术 图像 以检查网络上是否存在该主题的更多可靠来源 判定指引 音障 Sound barrier 是一種物理現象 當物體 通常是航空器 的速度接近音速時 將會逐漸追上自己發出的聲波 此时 由于机身对空气的压缩无法迅速传播 将逐渐在飞机的迎风面及其附近区域积累 最终形成空气中压强 温度 速度 密度等物理性质的一个突变面 激波 Shock Wave 又译冲击波 骇波或震波 面 激波的形成是超音速飞行的典型特征 激波面将增加空气对飛行器的阻力 這種因為音速造成提升速度的障礙被俗稱為音障 另外 在早期飞机的设计中 由于对跨音速空气动力学了解尚少 所以曾多次发生飞机试图超越音速时解体或者失控坠毁的严重事故 有人把这一时期困扰飞机制造业的难题也称为 音障 1 1947年10月14日 贝尔X 1型研究机首次突破音障 2 一架正在穿越音障的美國海軍F A 18F超級大黃蜂戰鬥機 注意到機身周圍激波面附近由于普朗特 格劳厄脱奇点 Prandtl Glauert singularity 效应產生的圓錐形雲霧 飞行器進入超音速飞行形成的激波面 是声学能量的高度集中面 又称音錐 音锥在听觉上是一声短暂而极其强烈 可能超越人耳听力上限的 的爆炸声 故稱為 音爆 或 聲爆 強烈的音爆不僅會對地面建築物產生損害 也会给飛行器本身跨越衝擊面的部分造成巨大的压力 所以各国一般都禁止超音速飞机在住宅区上空突破音速 除此之外 跨音速飞行常常伴随的一个效应称为普朗特 格劳厄脱凝结云 Prandtl Glauert condensation clouds 其特徵是一個以飞机為中心軸 从机翼前段开始向四周均勻擴散的圓錐狀雲團 这是由於机翼引起气流加壓加速 進而引起水气凝结导致 水气凝結變成微小的水珠後 肉眼看來就像是雲霧般的狀態 這個高速区會隨著離機身的距離增加而迅速消失 值得一提的是 普朗特 格劳厄脱凝结云并非只能在跨音速飞行中看到 与激波也没有必然的联系 它仅仅表徵了空气具有一定的可压缩性 在合适的条件下 尚未接近音速的飞机也能在自己周围产生普朗特 格劳厄脱凝结云 3 參考資料 编辑 Sound Barrier Cambridge University Press 整个世界都安静了 突破音障 组图 新浪军事 新浪网 jczs news sina com cn 2022 12 13 Prandtl Glauert Condensation Clouds Cambridge University Press 取自 https zh wikipedia org w index php title 音障 amp oldid 75032827, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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