据说...当速度超过光速时,时间会逆流,那当速度超过声速(340m/s)会怎么样?
一、音障与冲破音障
大家都知道声音的传播是需要介质的,并且以压力波的形式传播。飞机在飞行过程中,发动机会发出声音,飞机的身体与空气摩擦也会发出声音,而超越音速的过程就是飞机不断追赶自己所发出声波的过程。
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。
实际上,超音速只是一个打破阻力的过程,一旦阻力打破,速度又将提升到另一个值。虽然原理看似简单,但想要做到还是非常难的。凝聚了一代科学家的智慧与结晶,才有了今天的超音速技术。
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。
二、何为音障?
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950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。
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。
冲破音障会产生“音爆”。
三、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。