F-14 超音速低空飛行時物理現象

音障 ar

2007-08-22 23:02:05 補充：
音障，是歷史上（主要是第二次世界大戰期間）對飛行器嘗試跨越音速飛行遇到困難的稱呼。這一說法在1950年代以後隨著跨聲速飛行的廣泛實現已漸不多見。當物體（通常是航空器）的速度接近音速時，將會逐漸追上自己發出的聲波。此時，由於機身對空氣的壓縮無法迅速傳播，將逐漸在飛機的迎風面及其附近區域積累，最終形成空氣中壓強、溫度、速度、密度等物理性質的一個突變面——震波（Shock Wave，又譯衝擊波、駭波、激波）面。

2007-08-22 23:02:39 補充：
震波的形成是超音速飛行的典型特徵。震波面將增加空氣對飛行器的阻力，這種因為音速造成提升速度的障礙被俗稱為音障。另外，在早期飛機的設計中，由於對跨音速空氣動力學了解尚少，所以曾多次發生飛機試圖超越音速時解體或者失控墜毀的嚴重事故，有人把這一時期困擾飛機製造業的難題也稱為「音障」。事實上，音障一詞的名聲大噪更多地來自於媒體的炒作及大眾的誤解，而非更加深刻的物理實質[1]。

2007-08-22 23:02:50 補充：
飛行器進入超音速飛行形成的震波面，是聲學能量的高度集中面，所以又稱音錐。音錐在聽覺上是一聲短暫而極其強烈（可能超越人耳聽力上限的）的爆炸聲，故稱為音爆或聲爆（Sonic Boom）。強烈的音爆不僅會對地面建築物產生損害，也會給飛行器本身跨越衝擊面的部分造成巨大的壓力，所以各國一般都禁止超音速飛機在住宅區上空突破音速。

2007-08-22 23:02:58 補充：
除此之外，跨音速飛行常常伴隨的一個效應稱為普朗特-格勞厄脫凝結雲（Prandtl-Glauert condensation clouds），其特徵是一個以飛機為中心軸、從機翼前段開始向四周均勻擴散的圓錐狀雲團。這是由於震波面後方因氣壓降低導致溫度的降低，進而引起水氣凝結導致。水氣凝結變成微小的水珠後，肉眼看來就像是雲霧般的狀態。這個低壓帶會隨著離機身的距離增加而迅速消失。值得一提的是，普朗特-格勞厄脫凝結雲並非只能在跨音速飛行中看到，與震波也沒有必然的聯繫，它僅僅表徵了空氣具有一定的可壓縮性。在合適的條件下，尚未接近音速的飛機也能在自己周圍產生普朗特-格勞厄脫凝結雲[2]。