超音速，音爆和音爆云的物理学原理
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- 发布时间:2025-06-22 19:49:06
声音可以在固体、气体、液体中传播，且在空气中传播速度最慢，较快的是液体，传播速度最快的是固体。本文的 超音速特指声音在空气中传播的情况 。
音速 就是指声音的传播速度，标准速度是在15 的海平面测试出声音在空气中传播的速度。声音在15 的空气中的速度是340m/s，折算为1224km/h。
超音速 是指速度大于340m/s，小于340m/s的速度叫亚音速，等于340m/s的速度叫穿音速。空气的温度每升高1 ，声音的速度会增加0.6m/s，声速大小还与气压有关。
音速单位也可以叫马赫，1马赫就是一倍音速， 2马赫就是2倍音速。音速超过1马赫的都叫超音速，5马赫以上的叫超高音速。
超音速主要应用于飞机和导弹。
超音速飞机是20世纪最伟大的航空发明，但在飞行时，由于音爆会可能严重的损坏飞机的机械强度。
什么是 音爆 ？当物体运动速度接近音速时，强大的阻力使物体产生强烈的振荡，速度就会衰减，这叫音障。突破音障后，由于物体本身对空气的压缩无法迅速传播，逐渐在物体的迎风面积累而形成激波面，在激波面上声学能量高度集中。这些能量传到人们耳朵里时，会让人感受到短暂而极其强烈的爆炸声，称为音爆。
音爆原理 。当飞机在空中作超音速飞行时，在机头或突出部分，就会出现楔形或锥形波，即激波。激波全部叠在机身后方，形成了圆锥形状的音锥，波后空气的压强、密度、温度都突然升高，速度迅速下降，就会感到强烈的两声雷鸣般的巨响。在突破音障时往往伴随着奇特的音爆云。这是由于激波后方由于气压降低而引起温度降低，空气中的水蒸气就会液化形成小水珠，看上去就像云雾一般。一般持续几秒钟，转瞬即逝，由于海面上空气非常湿润，更容易激起云雾。
经过近二十年的努力，目前只有英法联合研制的协和号和前苏联的图-144两种超音速客机。经过约3年的试飞，于1973年投入批量生产，估计图-144共生产了30架。2003年，所有的协和退出市场，从此，天空中再也没有超音速客机的身影。
俄国防部对外宣称，俄国名为“匕首”的导弹为高超音速导弹。目前，中美俄三国都在大力发展新型导弹技术，其中就包括高超音速导弹（发射后速度在5马赫以上）。2019年，中国公开展示东风-17导弹被认为是全球首款正式列装的高超音速导弹。
超音速产生的音爆能量巨大。一架在 16000米高以两倍音速飞行的协和客机产生的音爆对地面产生的压强高达100帕，相当于在一平米左右的玻璃窗上施加了100N的力。音爆可以使人血压升高、产生疲倦与失眠等问题，巨大的声响可使人产生晕眩。
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