飛機超音速地面能聽到聲音嗎（超聲速客機飛行時）

2023-04-17 16:04:12

1969年3月2日，英、法聯合研製的「協和式」超聲速客機開始試飛，這是世界上第一架超聲速客機。人們發現，超聲速飛機在飛行時，會產生一種像打雷似的響聲，這是怎麼一回事？

船在水中行駛會激起波浪，逐漸向外傳播。飛機在飛行中，同樣也會擾動周圍的空氣，使空氣的壓力、密度隨之發生相應的變化，並不斷向外傳播。在擾動傳播的過程中，已被擾動的空氣，與未被擾動的空氣之間有一個分界面，我們把這個分界面叫做擾動波。因為飛機的速度有快有慢，所以擾動空氣有強有弱，擾動波也有強有弱。波面前後壓力有顯著差別的，叫強擾動波，也叫激波。波面前後壓力差別非常微小的，叫弱擾動波。

我們平常聽到的飛機飛行的聲音就是弱擾動波所產生的，也是通常我們講的聲波。

弱擾動波的傳播速度就是聲速，強擾動波的傳播速度就是超聲速。飛機的飛行速度在低於聲速時所產生的弱擾動波在氣流中的傳播，就像石頭投到水裡一樣向四面擴散，飛機前後的空氣的壓力差別較小。而飛機作超聲速飛行時，機頭、機翼、機翼、機尾等處都會引起周圍空氣發生急劇的壓力變化，產生強烈的前激波和後激波。當前激波經過時，空氣壓力突然增高，經過之後壓力隨即平穩下降，以至降到周圍的大氣壓力以下。然後當後激波經過時，壓力又突然上升，逐漸恢復到周圍的大氣壓力。前後兩個激波經過時的間隔約為0.12～0.22秒。如果飛機的飛行高度不太高，我們就可以在激波經過瞬間，聽到好似晴天霹靂的雷聲或像炮彈爆炸的聲音，這就是超聲速飛機飛行中的所謂「聲爆」。由於有前後兩個激波，所以我們能夠聽到短促的兩聲聲爆。

聲爆與飛行高度、速度有關。在同樣飛行速度下，飛行高度低，地面受激波就強，反之就弱。同樣，在高度相等時，飛行速度越大，激波越強，反之就小。如果在低空作超聲速飛行時，產生的聲爆甚至能將建築物震塌。因此，為了保護人民的利益，在一般情況下，飛機作超聲速飛行，應不低於規定高度，這樣可以減弱聲爆對地面的影響。