音爆现象流星引发的巨大声响飞机

2016年9月12日下午3点，在新西兰南部，从空传来两声“嘣嘣”的闷声，打破了这个地方的宁静生活。人们发现他们的房子开始颤抖，门窗嘎嘎作响……有一段时间，成千上万的人惊恐万分，互相询问:发生了什么事？打给消防部门和市政部门的电话也是一个接一个。

比如早在2001年7月25日下午，印度南部喀拉拉邦的房屋突然发生震动，很多居民都被这种极其强烈的爆炸震住了。事件发生后，印度圣雄甘地大学的物理学家戈弗雷·刘易斯进行了调查。他证实，这一现象的“罪魁祸首”是一颗高速运动的陨石，它突然闯入当地空并引起音爆，使喀拉拉邦的空气体剧烈震动，甚至使地面建筑震动。
2012年新年伊始，美国科学家拍摄到一个天文奇观:一个巨大的橙色火球冲进地球空，引起强烈的音爆，火球后来分裂成两个发光体。因为火球发生时离地面太高，所以它对地球的影响被忽略了。

文章图片

值得一提的是，人类对音爆的理解最早与飞机有关；人类为克服音爆所做的各种努力都源于战争的需要，这与空战争的历史息息相关。我们知道，早期的飞机是由螺旋桨推动的，最高时速约为700公里。虽然比地面上行驶的汽车要快得多，但与每小时1000多公里的音速相比，飞机还是很慢，所以从未产生过“音爆”现象。

文章图片

在空战争期间，为了提高飞机的性能，使飞机飞得更快，具有更强的战斗力，从而获得控制权空，英国、美国、德国等国政府在二战期间都投入了大量的人力物力研究高速飞机。直到二战后期，更快的喷气式飞机才问世。然而，在喷气式飞机的试飞阶段，并不是一帆风顺，而是意外事故。比如1944年7月中旬，纳粹德国王牌飞行指挥官特菲尔德少校驾驶的ME-262战斗机在加速过程中坠毁，特菲尔德当场死亡。调查显示，当飞机速度接近音速时，飞机突然失去控制。1946年9月，当著名的英国哈维兰公司首席试飞员小杰弗里将D-H-108飞机加速到音速时，机身在剧烈的震动中解体，小杰弗里不幸遇难...极少数逃离死亡的飞行员报告说，当飞机达到或超过音速时，它立即变得危险:周围的空气空剧烈颤抖，/[/k0/。飞机操纵杆开始失效，因此飞机坠毁和人员死亡事件频繁发生。

文章图片

这些事故的原因是“声屏障”的存在。显然，音速是超音速飞行的一个“门槛”。因此，人们形象地称之为音障。当飞机速度接近音速时，飞机周围空空气的密度、压力、温度突然变化，空空气的阻力突然增大，形成声屏障。一旦音障被打破，空气体就会剧烈振动，从而引起音爆。后来，通过改变飞机外形设计，飞机设计师克服音障，在1947年实现了超音速飞行，这让超音速飞机以蓝天为荣。
【音爆现象流星引发的巨大声响】因此，我们现在知道，音爆发生在飞行物体克服音障时，其声音与飞行物体的高度、速度、大小和形状有关。离地面越近，音爆引起的“轰轰”隆隆声和大气震颤越强。文章开头提到的新西兰音爆事件，是由克赖斯特彻奇的一颗小流星造成的，只在棒球和篮球之间。因为它穿过天空空，所以在地面上引起了严重的音爆。