聲屏障

巴雷拉德爾索尼多

La 巴雷拉德爾索尼多 它是一種物理現象,指物體在給定介質中移動而不超過該介質中聲速的極限速度。 根據環境條件(例如溫度和海拔高度)而變化。 長期以來,很多人都對這個話題感興趣。

因此,我們將專門寫這篇文章來告訴您什麼是聲屏障、它的特點和重要性。

Característicasprincipales

超音速飛機

當物體以等於或小於聲速的速度運動時,它發出的聲波可以毫無問題地通過介質傳播。 然而,當物體開始以超過聲速的速度移動時, 聲波的積累發生在移動物體的前面。

這種波的積累會在稱為“衝擊波”的區域產生高壓。 衝擊波是當物體達到或超過聲速時在物體周圍形成的能量集中。

當物體突破音障時,會發生稱為“音爆”的事件。 該事件的特點是發出響亮且獨特的噪音,類似於爆炸或雷聲。 音爆是由於物體通過衝擊波時存儲在衝擊波中的能量突然釋放而引起的。

重要的是要注意到這一點 音爆本身並無害處,但可能會給地面上的人們帶來不適。 正因為如此,許多地區對超音速飛機在人口稠密地區附近飛行都有規定和限制。

一些歷史

查克·耶格爾

讓我們回到幾年前。 第二次世界大戰期間,隨著第一批噴氣發動機的開發,航空世界發生了革命性的變化。 這些飛機能夠飛得更高更快。 隨著科技的發展, 在知道音障之前,似乎沒有什麼可以提高速度。

他們很快意識到,無論新發動機多麼強大,它們都無法接近音速:一方面,當發動機接近1馬赫時,它們會失去動力,另一方面,由於波浪碰撞,它們會失去動力。 當時人們相信音速是無與倫比的,在物理上也是無與倫比的。 因此得名“聲屏障”。

1947年1月,第一架突破音障的飛機是專門為其設計的實驗型X-50。 此外,它還是美國第一架致力於航空領域研究的飛機,開創了先例,導致庫存量超過XNUMX架“X-plane”。

奇怪的是 第一個飛行速度超過 1 馬赫的人是 Chuck Yeager, 一位前美國空軍飛行員,因其在第二次世界大戰期間的空戰而獲得了無數獎項。 X-1 證明了超音速在物理上是可能的。

衝擊波和聲屏障

打破音障

要了解空氣動力阻力的指數增加,必須了解什麼是衝擊波。 這種現象的發生是由於氣壓的劇烈變化。 舉個簡單的例子:如果你有一個裝滿水的桶,張開手掌用力敲打水,你會聽到“撲通撲通”的一聲巨響。 如果你重複這個實驗,但只用指尖彈奏,不僅不會受傷,而且你也不會聽到任何響亮的聲音。

原因是手和撞擊區域的水粒大面積覆蓋 他們沒有空間或時間“逃脫”,因此水給人一種“硬化”的感覺。 當你用手指做同樣的事情時,水會適應衝擊力並沉澱在你的手指周圍,不會發出噪音或疼痛。

空氣也會發生同樣的情況:當以亞音速飛行時,空氣有時間移動並形成穿過它的飛機的形狀。 在超音速飛行過程中,飛機不可逆轉地“重擊”空氣,產生巨大的壓力變化。 這被稱為衝擊波 是空氣動力阻力急劇增加的原因。 因此,所有超音速飛機都遵循相同的模式:薄機身、後掠翼和非常鋒利的機頭。

音障的神話與真相

關於音障有很多誤解。 讓我們結合事實來分析其中的一些:

神話: 如果物體突破音障,就會爆炸。

真相: 這不是真的。 雖然物體通過音障會引起音爆,但這並不意味著物體會爆炸。 物體的結構被設計成能夠承受這個過程中產生的力。

神話: 聲屏障是物理牆。

真相: 聲屏障不是堅固的物理屏障。 該術語描述了聲波積累並產生衝擊波的速度。 它是與聲音在特定介質中傳播有關的現象。

神話: 超音速飛機在飛行時總是突破音障。

真相:超音速飛機沒有必要不斷突破音障。 超音速飛機可以低於或高於音速飛行,具體取決於條件和飛行目標。 只有當它們超過音速時才會產生音爆。

美圖:音爆對地面上的人來說是危險的。

真相:音爆本身並不危險。 然而,這可能會給當地的人們帶來煩惱和乾擾。 突然的巨大噪音可能會對住宅區和城市地區造成滋擾和破壞,這導致對人口稠密地區附近的超音速飛行實施法規和限制。

美圖:只有飛機才能突破音障。

真相:雖然飛機是與聲障相關的最常見的交通工具,但它們並不是唯一可以克服聲障的交通工具。 其他飛行器,如火箭、導彈和砲彈,在達到超音速時也可以突破音障。

希望通過這些信息您可以更多地了解聲屏障及其特性。


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