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为什么子弹超音速时没有音爆?

 李好东 2018-01-14

音爆是物体运行速度接近音速时,会有一股强大的阻力,使物体产生强烈的振荡,速度衰减。这一现象被俗称为音障(Sound Barrier)。突破音障时,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终形成激波面,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。

影响音爆的因素很多,例如飞行速度、高度和航线,这些因素是可以控制的,其他如气象条件和接近地面的湍流等则是无法改变的。标准音爆常用一个N形波表示,说明飞机的头波与尾波强度基本相同,在持续时间内为均匀膨胀。飞机的强压力波引起地面上的压强变化约为78帕(8公斤力/平方米),持续时间约为0.2秒。

飞机飞行过程中压强随飞行高度增大而减弱,但影响范围则扩大。音爆因时间短暂,对地面的影响在户外一般不大,对室内压强变化虽小,但经多次反射形成共鸣,持续时间较长,影响颇大。因此,在城市上空,低于1万米高度常禁止作超音速飞行。 目前关于音爆去最风行的理论认为,在那瞬间四周空气压力骤增,发生了一种声波密部叠加效应,因此,空气中的作为介质的水气就凝结成小水滴形成一团云雾。

因为子弹在枪管里运行时,会有部分燃气从子弹和枪管间缝隙超越弹头,加上枪管壁的约束,在枪管中不具备形成激波的条件,也就不存在音爆。 在子弹出膛之后,由于阻止作用子弹的飞行速度变小,比如手枪子弹的飞行速度为亚音速,一秒飞行300米左右,这时就当然听不到音爆了。

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