突破音障与音爆云
“开开，你看，这幅照片上的飞机像穿了一条白纱裙！”心心指着航空博物馆墙上的一张照片说道。
“这个叫做音爆云，虽然持续时间很短，却非常迷人。”开开看着照片解释道。
“音爆云是怎么形成的？”心心好奇地问道。
“不知道，反正战斗机飞行的时候就能形成音爆云，而且还能听到爆炸声。”开开挠挠头回答道。
“其实音爆和音爆云都是一种物理现象。要想了解其原理，还要从飞机在空中飞行的速度说起。”爸爸走过来说道，“就像船在水中行驶，水会以波的形式向外传播一样，飞机在空中飞行，周围的空气受到压缩，也会以波的形式向外传播，这就是声波。飞机飞行的速度不同，其周围空间里声波的波形也会发生变化。”
“哦？会有什么变化呢？”心心再次问道。
“如果飞机的速度比声速慢，那么周围空气就会向外一圈圈的传出声波，但如果飞机的速度达到声速，会怎样呢？”爸爸引导地问道。
“飞机会和声波一起前行？”开开提出自己的想法。
“是的，当飞机以声速或超声速飞行的时候，由于声波无法跑到飞机的前方，那么它们就会全部叠加在一起，在飞机的头部或者突出部分形成锥形波，这道波我们称它为激波。”爸爸点头继续说道，“也就是大气中会产生一个间断面，大量的能量瞬间堆积在很窄的间断面内，在间断面后面空气的压力、温度和密度急剧升高，形成一堵高压、高温和高密度的空气墙，它像一个屏障，给飞机强大的阻力，因此被称为音障。”
“那飞机能够加速穿过音障吗？”心心想象着飞机穿破空气墙的情形。
“可以的，这便是突破音障。当飞机的速度超过声速，就会突破音障，由于激波上汇聚大量能量，这些能量传到人们的耳朵里时，耳鼓膜感受到空气压强的突然变化，就会使人听到短暂且及其强烈的爆炸声，这就是音爆。”
“那音爆云也就是突破音障时产生的了？”开开追问道。
“音爆云又叫普朗特—格劳厄脱凝结云，多发生于飞机超声速飞行时，但有时未达到超声速也可形成音爆云，这是因为音爆云的形成不仅和激波强度有关，还与空气的流速和大气压强有关。”爸爸摇头解释道，“我们都知道空气中存在大量的水蒸气，而飞机在高速飞行的时候，其尾部会出现低温低压区，这个区域的水蒸气就会发生凝结现象，形成云雾，这便是音爆云。音爆云呈现锥形，与飞机的机身垂直，通常只能持续几秒钟。”
“哦，也就是说如果空气太干燥也是不会产生音爆云的。”开开点头道。
“是的。其实马车车夫挥动鞭子催促马匹奔跑，公园里人们甩鞭子锻炼时，鞭子尖速度过快也会产生音爆的，只不过这些音爆声不是那么震耳欲聋罢了。”爸爸补充道。
【知识卡】突破音障与音爆云
飞机在空中飞行，周围的空气受到压缩，也产生声波。当飞机以声速或超声速飞行时，声波相互叠加，会在飞机的头部或者突出部分形成锥形波，即激波。激波在大气中产生了一个高压、高温、高密度的空气墙，会给飞机带来强大的阻力，这便是音障。当飞机的速度超过音速，便会突破音障，此时激波上存在的巨大能量传到人们的耳朵里时，耳鼓膜感受到空气压强的突然变化，就会使人听到短暂且及其强烈的爆炸声，这就是音爆。
音爆云又叫普朗特—格劳厄脱凝结云，它不仅和激波强度有关，还与空气的流速和大气压强有关，是空中水蒸气在飞机尾部低温低压区产生凝结现象，形成云雾所致。音爆云呈现锥形，与飞机的机身垂直，通常只能持续几秒钟。
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