音爆,为什么飞机超过音速时会有音爆?
要回答这个问题,我们要先了解声音的传播方式,以及“音速”这个概念。众所周知,声音想要传播就需要介质,这个介质可以是固体、液体或者是气体,当声音在大气中传播时,它的传播介质就是空气,传播方式就是依靠对空气的压缩和复原,比如下图所示,就是物体在运动过程中对其前面的空气进行挤压,以及被挤压后空气复原的原理示意简图。那么,什么又是音速呢?简单来讲,音速其实就是指:在一个单位时间周期内,空气被挤压后再复原的速度。知道了这一点,我们就可以来解释:为什么当处于不同海拔高度时,音速在数值上也会不一样?这是因为不同高度的空气,其密度是不一样的,而不同密度的空气被压缩后再复原的速度也不一样,所以,在不同的海拔高度上,音速的数值定义就会不同。
▲空气被挤压、复原过程原理图
然后,一个处于运动状态的物体,对它前面的空气的挤压也是连续的,同时被挤压的空气又会立刻复原,也就是说,这个运动物体前端的空气其实是处于:被挤压—复原—再被挤压—再复原……这样一个周期性的运动状态,而在这个过程中,空气的密度同样也是处于一种周期性变化的状态中,即:密度增大(挤压)—复原—增大(挤压)—复原……,因此,空气密度这种周期性的变化,就会产生我们平时所说的“音波”或者“声波”,怎么来理解这个过程呢?举个例子,当我们往水中扔一个小石头的时候,就会以石头落点为中心产生一个向四周扩散的“水波”,假如我们连续往同一个位置扔石头,那么这个产生的水波波纹就是连续不断的。而空气中的声波的产生其实也差不多,比如下图所示,就是声波的产生原理模拟图,图中颜色深浅的变化表示的就是空气密度的变化,颜色变深,表示此时空气受到挤压,密度增大。
▲声波的产生和传递模拟图
前面已经提到了,单位时间内空气被压缩再复原的速度,就是声音的传播速度,而物体在运动过程中对空气的挤压又是连续的。所以,如果这个物体,就比如题目中说到的飞机,它的飞行速度是小于音速的话(亚音速,低于一马赫),那么其在飞行过程中产生的音波就会一直都在飞机的前方,因为音波的速度更快,并且这些音波并不会叠加。比如下图所示,图中飞机周围那些圆圈表示的就是音波:
▲小于1马赫(亚音速)飞行
接着,当飞机的飞行速度从亚音速慢慢增大,达到1马赫(即等于音速)的这个过程中,它的飞行速度和空气压缩复原的速度也是越来越接近的,前方的音波的间距也会慢慢变小,而当飞行速度达到1马赫时,此时飞机的速度和音波的速度(空气挤压复原的速度)是一样的,也就意味着音波不能再跑在飞机的前面了,而是和飞机一样。简单来说就是飞机追上了被挤压的空气,使得被挤压的空气一直在被叠加累积,比如下图所示,而这些被叠加在一起的空气,其密度就会越来越大,我们可以把它理解成是一堵密度很大的“空气墙”,而这堵“空气墙”,其实就是我们平时所说的“音障”,飞机想要超音速飞行,就必须突破先这堵“空气墙”,可是想要撞破这堵“空气墙”就没那么容易,它需要发动机提供更大的推力,而一些性能不好的发动机,就需要开加力才能提供这个推力。
▲等于1马赫(1倍音速)飞行
最后,当飞机撞破那堵“空气墙”,突破音障,进入到超音速飞行时,就会产生题目中说到的“音爆”了。因为当飞机的速度刚好是1倍音速,还没有超音速时,此时飞机正前方的声波能量是一直在累加的,就是上图中飞机正前方“圆圈”(声波)重叠处,而当飞机突破音障达到超音速时,这累积叠加在一起的声波能量就会被瞬间释放出来,产生巨大的爆鸣声,也就是我们平时说的“音爆”。因此,我们说的“音爆”,其实就是运动的物体在“跨音速”的瞬间产生的。那么当物体超音速时有没有“音爆”呢?当然有,当物体超音速飞行时,声波就被远远的甩在了物体的后面,比如下图所示,图中就是一架飞行速度为2.92马赫的飞机,它产生的音波叠加面在它的后面,只有当这个音波叠加面传到人的耳朵时,人才会听到明显更大的“音爆”的声音。
▲超音速飞行
因此,说到这里,有关“音爆”的知识基本上就介绍完了,其实简单概括的话,所谓的“音爆”,其实就是声波能量的叠加,声波的叠加面传播到人的耳朵时,就会听到比一般的声音更大的爆鸣声,这个就是“音爆”。但是,我们平时所说的音爆,其实都是物体从亚音速进入到超音速的瞬间产生的,但是要注意,“音爆”我们是看不见的,因为那就是声音,我们平时看到的飞机突破音障时产生的那个云雾状的东西叫做“音爆云”,音爆云并不是在跨音速时就一定会产生的,而是会受到环境因素的影响,比如湿度、温度等。最后再提一点,一些飞机在还没跨音速时(0.6~0.9马赫),就会产生音爆了,原因在于飞机的整体速度还是亚音速,但是某些结构部位却已经从亚音速进入到超音速了,这个音爆就是这些部位跨音速时产生的,一个非常简单的例子就是“甩鞭子”,甩鞭子时,鞭子的尾端会产生“爆鸣声”就是这个道理。
音爆apex还能获取吗?
很好,我无法提供关于音爆Apex是否还能获取的具体信息。音爆Apex是一种游戏中的道具,可能存在于某些游戏版本或活动中,也可能已经停止发布或被移除。要获取音爆Apex的具体信息,我建议你查看游戏官方网站或联系游戏客服,以了解该道具的获取方式和当前状态。
鞭炮声是不是音爆?
不是。
那声音是跟空气摩擦或者是忽然拉直皮鞭发出的声音.音爆是物体超音速时的现象.
在1927年的高速摄影实验中,清楚地显示了音爆的产生。因此,一般相信,音爆来自于鞭子中速度最快的部分,也就是尖端部分。
不过,后来的实验和观测却引出了一些疑问。例如,当音爆产生的时候,科学家发现鞭子尖端的速度高达2马赫(音速2倍)。
研究人员表示,这是由于发出声响的不是尖端的部分,而是圆圈部分。当圆圈的速度达到音速时,鞭子尖端通常可以达到2马赫的速度。
火箭为什么没有音爆?
1 火箭没有音爆2 火箭没有音爆是因为它的速度超过了声音的传播速度,即超过了音速。音爆是当物体的速度超过音速时,产生的一个爆炸声音。而火箭的速度非常快,远远超过了音速,因此没有产生音爆。3 火箭的速度超过音速,这也是为什么它能够进入太空的原因。火箭的推力非常大,可以克服地球的引力,使得火箭能够离开地球表面并进入太空。在太空中,没有空气来传播声音,所以即使火箭速度很快,也不会产生音爆。
音爆声音多大?
飞机的音爆大小与很多因素有关,对于室外音爆测试,通常要求麦克风的低频截止频率低于1Hz,高频截止频率高于10kHz,动态范围大于140dB
但具体音爆的SPL需要实际的测试系统进行测试。
具体测试项目可以分为室外音爆测试、室内音爆测试(即飞机在产生音爆时周边房屋内的声压级)以及周边房屋墙壁和玻璃的振动测试等。
对于室外音爆测试,通常采用气象气球串联一组麦克风在不同高度进行测试。
有时为了控制变量研究,通常采用固定高度自由落体并在一定高度开始进行预设动作,以45度近1马赫加速至1.4马赫低空通过气象气球阵列进行标准化测试,当然很多时候采用的是等效启动布局的模型。
对于室外音爆测试,通常要求麦克风的低频截止频率低于1Hz,高频截止频率高于10kHz,动态范围大于140dB,并且麦克风话放和采集卡与位于地面的测试终端采用WiFi无线连接。
音爆的测试不止应用于飞机,也对其他飞行器有着重要意义。例如某种飞行器可以以n倍高超音速飞行,在密集阵的攻击间隔突破,一发摧毁一整个航母战斗群。
音爆产生的条件?
音爆是超音速时发生的现象,声音是以声源为中心向四周以音速传播的,当声源速度超过音速时,声波的边缘就重叠了,形成了一个锥形面,声源处在锥顶,整个锥面的空气密度比较大。
没超音速时只是多普勒效应。只要超音速就会有音爆。一架超音速飞机从你头顶飞过时,你首先听到的是“啪”的一声,有点像枪声,之后就是飞机引擎的声音。