介紹
在飛機正好要加速穿過音障 (sound barrier)時,在飛機的周圍,有時候會有一團雲霧形成。不過, 這團雲霧的成因是什麼,仍然頗有爭議。 目前最風行的理論認為,在那瞬間四周空氣壓力驟降,發生了普朗特-格勞爾奇點 (Prandtl-Glauert Singularity)效應,因此,空氣中的水氣就凝結成小水滴形成一團雲霧。
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成因
在平靜的水面上,如果投一塊石頭,水面上立刻會出現一圈一圈的水波向四周傳播,波及整個水面,也就是我們常常說的“一石激起千層浪”。但如果是在水面上運動的物體在水中激起的水波就不是這樣了,例如一艘快艇在水中高速前進時,我們看到它激起的水波就不是一圈一圈地向外傳,而是從艇前開始,呈一楔形向外傳播。同時我們可以看到前緣密集,波浪很大,而後面波浪就很小。這種波我們稱為楔形水波。此波隨同快船一道前進,波及的範圍始終在楔形之內。
同樣地,對於空氣來說,也有這種現象,如果給空氣一個擾動,聲音也會象水一樣通過波的形式向外傳播,這就是聲波。我們平時聽見的聲音就是聲波傳入耳內刺激鼓膜產生的。當飛機在空中作超音速飛行時,在機頭或突出部分,也會象水中前進的快艇一樣出現一種楔形或錐形波,這就是激波。當它們向外傳播時便互相干擾和影響,然後匯集成一道包羅機頭的前激波和一道尾隨機尾的後激波。這種波雖然可以用上述的楔形水波來比擬,但有著迥然不同的性質。激波的厚度很小,經過波後空氣的壓強、密度、溫度都突然升高,速度立即下降。當這兩道激波波及到無論哪個空間和物體時,均會感到這種強烈的變化,反映到人的耳朵里,使耳鼓膜受到突然的空氣壓強變化,就感覺是兩聲雷鳴般的巨響。這種響聲就稱之為“音爆”。