为什么超声速飞行时，飞机会有打雷一样的响声？

作者：周明德

　　1953年5月18日，杰奎琳·科克伦成为第一位驾驶飞机速度超过声障的妇女。突破声障，就是以超声速飞行。那么，为什么超声速飞行时，飞机会有像打雷似的声音呢？

　　船在水中行驶会激起波浪，逐渐向外传播。飞机在飞行中，同样也会扰动周围的空气，使空气的压力、密度随之发生相应的变化，并不断向外传播。在扰动传播的过程中，已被扰动的空气，与未被扰动的空气之间有一个分界面，我们把这个分界面叫做扰动波。因为飞机的速度有快有慢，所以扰动空气有强有弱，扰动波也有强有弱。波面前后压力有显著差别的，叫强扰动波，也叫激波。波面前后压力差别非常微小的，叫弱扰动波。

　　我们平常听到的飞机飞行的声音就是弱扰动波所产生的，也是通常我们讲的声波。

　　弱扰动波的传播速度就是声速，强扰动波的传播速度就是超声速。飞机的飞行速度在低于声速时所产生的弱扰动波在气流中的传播，就像石头投到水里一样向四面扩散，飞机前后的空气的压力差别较小。而飞机作超声速飞行时，机头、机翼、机翼、机尾等处都会引起周围空气发生急剧的压力变化，产生强烈的前激波和后激波。当前激波经过时，空气压力突然增高，经过之后压力随即平稳下降，以至降到大气压力以下。然后当后激波经过时，压力又突然上升，再逐渐恢复到大气压力。前后两个激波经过时的间隔约为0.12～0.22秒。如果飞机的飞行高度不太高，我们就可以在激波经过瞬间，听到好似晴天霹雳的雷声或像炮弹爆炸的声音，这就是超声速飞机飞行中的所谓“声爆”。由于有前后两个激波，所以我们能够听到短促的两声声爆。

　　声爆与飞行高度、速度有关。在同样飞行速度下，飞行高度低，地面受激波就强，反之就弱。同样，在高度相等时，飞行速度越大，激波越强，反之就小。如果在低空作超声速飞行时，产生的声爆甚至能将建筑物震塌。因此，为了保护人民的利益，在一般情况下，飞机作超声速飞行，应不低于规定高度，这样可以减弱声爆对地面的影响。

　　关键词：超声速 声爆

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