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当莱特兄弟成功飞起世界上第一架飞机时,人类终于实现了飞天的梦想!随着科技的进步,飞机变得越来越复杂,越来越安全,当然也越来越快。
简短答案:当超音速喷气式飞机突破音障时,机舱里的人仍能听到引擎传来的声音,但是听不到来自外面的声音。机舱里的人也可以听到舱内的声音,因为他们周围的空气相对于飞机是静止的。
由于飞机内部的声音是在内部空气(其运动速度与飞机一样快)之中传播,因此无论飞机是否突破音障,机舱内都是可以听到声音。
音爆是怎么回事?
当物体的运动速度超过声速时,就会产生音爆现象,此时会在飞行器上出现锥状的音爆云。声音的速度根据其传播的媒介而有所不同,这里考虑的是声音在空气中的传播速度,其值约为340米每秒(1225公里每小时)。
快速飞行的飞机会在各个方向产生声波,随着飞行速度的增加,飞机前端的声波趋于聚集,因为它们没有足够的时间离开飞机。然而,当飞机超过声速之时,声波没有足够的时间在飞机前端展开,而是在飞机尾部形成“马赫锥”,并发出震耳欲聋的巨响。这非常类似于快速移动的轮船在水中产生的尾迹。
事实上,在飞机里的人听不到音爆,因为人是位于马赫锥的前部。简单来说,飞机带着人超过音速,使得音爆无法赶上他们。
音爆云
当飞机超音速时,飞机里面也不会变得没有声音。声波是一种机械波,即它的传播需要介质。因此,声波会随着介质的运动而运动。例如,如果空气以100米每秒的速度移动,则观察者会认为声音在其中的传播速度为340+100=440米每秒。超音速飞机内部的空气以与飞机相同的速度行进,而声音通过飞机内的空气传播,所以飞机内的声音强度完全没有变化。
此外,超音速飞机引擎产生的噪音也可以通过飞机自身传进机舱内,而飞机外部的声音就都被隔绝掉了。
?音障可见部分
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。
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