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1 # 航空君
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2 # 紫龍防務觀察
我們在電影和遊戲中經常可以看到戰鬥機超音速飛行,在跨越音速的哪一個瞬間,飛機穿上一件潔白的芭蕾舞裙,同時發出震耳欲聾的一聲爆炸聲,非常震撼壯觀。
潔白的音爆雲更準確的名字是普朗特—格勞厄託凝結雲,該現象經常發生於海上飛行的艦載機和戰鬥機上,主要是空氣中的水分在飛機高速飛行時形成的低氣壓區內冷凝新形成的雲。
而音爆的形成,就更有意思了,任何一個在空氣中運動的東西都會像一個被投入水中的石子一樣,激起一陣水波,當然空氣中的“水波”是三維的,這個波紋攜帶著能量,進入我們的耳朵裡,引起鼓膜震動,就變成了我們聽到的大大小小的聲音了,而運動速度越來越快,接近音速時,情況又會不一樣了就如水中的波紋一樣,空氣中的波紋移動速度是有極限的,這個極限就是音速。而飛機的引擎足夠強勁,結構也足夠強大的話,當然可以繼續加速,可是波紋已經不能更快了,這時候問題就出現了,飛機的前方波紋會堆積在一起,形成一個很難突破的屏障,這個屏障就是音障,音爆雲就會在這個時候出現,如果飛機的引擎推力足夠大,再推一把,隨著一聲震耳欲聾的音爆,飛機打破了這一層屏障,開始超音速飛行。
不過非常有趣的是艙內人員自己反而聽不到音爆的巨大轟鳴聲,在艙內的艙內人員最開始能聽到的是引擎運轉的聲音和劃破空氣的聲音,隨後在跨越音速的一瞬間之後,艙內人員能聽到的就只有自己和引擎的運轉聲了,這是因為飛機超音速後音爆產生的聲音已經追不上飛機了。不過這時候的飛機引擎產生的噪音和艙內的提示音艙內人員還是聽得見的,因為飛機超音速的參照物是地面,而艙內人員和飛機是相對靜止的,另外引擎雖然位於艙內人員後方但是聲音是可以沿著固體傳播的,會從機身結構中傳遞到駕駛艙,故艙內人員一般會配備一個有無線電功能的降噪耳機。下圖頭盔側面就是一體式耳機。
戰鬥機在其座艙的飛行員,在戰鬥機達到超音速的飛行速度時,其耳朵裡是可以清楚的聽到其戰鬥機機身後面發動機發出的轟鳴聲的,但這樣的音量分貝是經過一定人為控制的,不至於過於刺耳而影響正常的無線通話交流的。
首先戰鬥機要想要其自身飛行速度到達超音速,是必需讓其飛行員開啟戰鬥機發動機的加力燃燒這項功能的,這也意味著其戰鬥機發動機功率此時是處在滿功率的狀態下的,其發動機中的十幾級的壓縮葉片高速運轉,大量吸進並且壓縮的空氣做工,這樣也讓其靠近飛行員座艙的進氣道那裡的聲量非常大,再加之發動機本身裡面的做工時的巨大聲響以及其發動機尾部噴射的高速且炙熱颶風尾流的巨大聲響,以至於其戰機在地面上熱機做飛行準備時,地面的地勤是一定需要帶隔音耳機才能在戰鬥機附近工作的,而且不能靠的太近。
雖然有其戰機座艙的厚重的複合玻璃以及飛行員的飛行頭盔作為隔音材料,但其發動機做工時發出的巨大的聲響,還是能透過空中的空氣作為傳聲介質和戰鬥機機身上各式各樣的金屬材料以震動的方式,清楚的傳遞給戰鬥機飛行員。
而且可以這麼說,戰鬥機的設計師,在其整體設計時,考慮到在極其高風險狀態下的戰鬥機飛行時,讓其戰鬥機飛行員在其座艙過於安靜,是不利於戰鬥機飛行員專注于飛行與觀察其外面環境以及戰鬥機狀況的,所以對於發動機發出的巨大聲響,也有意而為之的並沒有想辦法將其刻意的減輕,而是故意的放了一定的音量,也能讓其注意自身戰鬥機以及發動機在空中工作的情況,保證其戰機的飛行安全。