飞机突破音障的瞬间

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那当速度超过声速（340m/s）会怎么样？

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M0.9空中时速约1101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。

音障

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。

1947年，查理耶格尔驾驶火箭发动机推进的贝尔X-1机首次突破声障。

怎么突破音障

突破音障重要的是技术因素，不是一味的提高发动机推力，而在于通过改变飞机外形刺破音障，比如现在基本采用的方法是用很长的空速管来刺破音障，现在大多数机型都能突破音障飞行了，甚至达到三个马赫数，即三倍音速。

超音速飞机的机体结构，同亚音速飞机相当不同：机翼必须薄得多；关键因素是宽高比，即机翼厚度与翼弦的比率。设计师们想出的办法之一，是将机翼做成三角形，前缘的后掠角较大，翼根很长，从机头到机尾同机身相接(如幻影-2000)。另一个办法，把超音速机翼做得又薄又短，可以不用后掠角(如F-104)。

所以，根据一架飞机的外形，我们就基本上可以判断出它是超音速还是亚音速的飞机了。

世界奇迹之一“音爆”

当飞机以超过音速的速度飞行，飞机所发出的声音的密度波无法跑在飞机前方，所以就全部叠在机身后方，形成了圆锥形状的音锥。当这种爆震波传到时，我们就听到所有累积起来的声音，在听觉上，这就是一声轰然巨响的音爆。在这一瞬间，整个世界都安静了，一切声音全被抛在了身后！

在飞机正好要加速穿过音障 (sound barrier)时，在飞机的周围，有时候会有一团云雾形成。

不过，这团云雾的成因是什么，仍然颇有争议。目前最风行的理论认为，在那瞬间四周空气压力骤降，发生了普朗特-格劳尔奇点 (Prandtl-Glauert Singularity)效应，因此，空气中的水气就凝结成小水滴形成一团云雾。

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来源：我爱飞机、制造原理等

图片来源：livejournal

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