飞机在突破音障时，为什么会在机尾形成一个圆锥型的云？

我们有时候在看某架战机高速飞行的时候，在一瞬间机身后半段会产生一个圆锥形的云团，所以很多人都说这架战机刚刚完成超音速加速飞行过程，理由就是战机机身中后部产生了锥状云团。首先我们要明白战机为什么在突破音障的时候，机身中后部会产生圆锥形的云团？还有是不是产生了锥状云团就说战机已经突破了音障在超音速飞行？首先来解释一下什么叫音障？早期的螺旋桨飞机因为速度比较低的缘故，是不可能出现这种现象的，直到二战后喷气式战机出现后，随着速度的增加，当飞机的速度越接近音速的时候，由于飞行速度的增加，积压在飞机前部的空气会被压缩成密度很高的空气墙，使战机速度难以进一步提升，所以把这种现象称之为“音障”。意思就是难以超音速飞行的一道障碍的意思吧。但是受限于战机的推力不够大的原因，战机要想进一步的提升速度突破音障，就会受到因压缩的空气团的阻力使战机出现剧烈的震荡和速度急剧衰减现象，这样积压在机身前部的空气会逐渐形成激波，激波使得流经机翼和机身表面的气流变得非常紊乱，从而使飞机剧烈抖动，操纵十分困难使得战机可能发生坠毁或者空中解体。直到美国的X1火箭动力的飞行器在成功突破音障后，超音速飞行才从理论走向实际。在飞行器跨越音障的过程中，机身前部的空气被急速压缩，而机身中后部的气压则相对较低，所以随着速度的逐步增加，当战机机身前部和后部的空气压差达到一定的差异后，空气中的水分开始凝结，形成水蒸气在机身后部气压相对较低的位置形成我们看到的锥形云团，到飞行器的速度成功超过音速后，这个锥形云团也会随之消失，所以这个锥形云团之所以是锥形的就是因为空气在压缩过程中，形成的激波由于压力不均等的原因，所以形成的云团也就成了我们看到的锥形。而且在这个锥形云团产生的过程中，机身对空气的压缩形成的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，这就是音爆。当然由于音爆产生在机身后部，所以驾驶战机突破音障的战机飞行员是听不到音爆的。再一个不是说战机高速飞行产生的锥形云团就代表了战机已经成功突破音障，之所以我们看到某些战机在实际速度不高的情况下也会产生锥形云团的原因是机身产生的涡流现象导致，比如战机在接近音速的时候，由于空气湿度比较大的缘故，在战机机身中后部也会产生一个类似锥形云团的云雾，这个其实我们也可以很好的理解，比如一些体型超大的轰炸机有时机身周围也会产生锥形云雾，或者是美军的舰载机在低空飞过航母的时候也有类似的锥形云雾，这些都不是战机在突破音速时所产生的音爆现象，只是空气涡流导致的水蒸气过大形成的积压云团罢了。具体怎么分辨是不是音爆云团呢？其实细看的话，音爆云团由于是由机身前部和中后部的空气压差不一致导致的，所以在战机突破音爆的瞬间，机身头部也是有一小部分压缩云团现象出现的。而空气涡流导致的压缩云团虽然也是因为空气压缩而形成的，但是一般情况下这个云团比较纯净，所以从这点还是可以分辨出来的。毕竟音爆产生的伤害是很大的，比如飞行航展期间的表演飞机的锥形云雾、舰载机超低空飞跃航母时的锥形云雾是音爆云的话，那在地面看表演的群众和航母上看风景的水兵岂不是要伤亡惨重？当然舰载机也不是没有过飞过航母时产生的音爆现象发生过，只是这个具体分辨起来不同情况不同对待罢了。