江蘇南京傳來巨響!原因查明

來源:揚子晚報

2月19日下午,江蘇南京市高淳區上空傳來巨響,並伴有窗戶晃動。經高淳區應急管理局覈查,巨響原因應爲飛機運行中提速產生的音爆,請廣大市民不要恐慌。

何爲音爆?

當物體接近音速時,會有一股強大的阻力,使物體產生強烈的振盪,速度衰減。這一現象被俗稱爲音障(Sound Barrier)。突破音障時,由於物體本身對空氣的壓縮無法迅速傳播,逐漸在物體的迎風面積累而終形成激波面,在激波面上聲學能量高度集中。這些能量傳到人們耳朵裡時,會讓人感受到短暫而極其強烈的爆炸聲,稱爲音爆。

音爆是怎麼回事?

音爆是物體速度超過音速時產生的聲音,我們平時看到的甩鞭子,鞭子頂部會發出“啪”的一聲巨響,這個聲音其實就是因爲鞭子頂部的速度超音速運行產生的。

在日常生活中音爆的案例有很多,有許多東西可以輕易在一個瞬間超過音速,畢竟音速只是一個速度而已,也不是很快。

音速指的是振動源在特定介質中的傳播速度,當這個介質是空氣時,大氣壓、溼度、溫度都會影響音速快慢,在標準大氣壓,15℃的情況下,這時候的音速是我們熟悉的值——340m/s。

按道理飛機的飛行速度要超過340m/s不難纔是,但其實還挺難的,甚至在1947年人類飛行器第一次超音速飛行前,許多保守的工程師認爲音速就是人類飛行的極限。

這是因爲要超過音速需要突破一個阻力急劇增加的屏障,這個被稱爲音障或者聲障。飛機在穿過這個屏障的時候,由於空氣壓力和流體力學發生變化,所以很容易出現失控現象,甚至最不好的情況飛機還會自然解體。

所以,要突破音障的話,對飛機結構的材料,以及對飛機動力系統和平衡系統都需要做很大的改進才行。

音爆的危害

音爆的能量巨大,一架低空超音速飛行的戰鬥機產生的音爆足以震碎門窗玻璃。有人測量過,一架在16000米高空以兩倍音速飛行的協和客機產生的音爆對地面產生的壓強高達100帕,相當於給一塊一平米左右的玻璃窗上施加10公斤的力。我們把壓強換算成更直觀的聲強,100帕大約相當於133分貝。

“音爆”的強弱以及對地面影響的大小,與飛機飛行高度有着直接的關係。因爲,激波和水波一樣,距離越遠,波的強度也越弱。隨着飛行高度的增加,這種影響越來越弱,當超過一定的高度後,地面基本不會受到影響。

來源 | 高淳應急管理、高淳發佈