殲-20龍吟?成都上空巨響,不是打雷,音爆真能把玻璃震碎?

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9月4日上午,成都上空突然傳來巨響,嚇了大家一跳。有些網(wǎng)友描述,說自己家的窗戶都被震得顫抖起來。

殲-20龍吟?成都上空巨響,不是打雷,音爆真能把玻璃震碎?

按照正常思維,大家都以為是天上打雷了。但當(dāng)時(shí)成都天氣晴朗,并沒有打雷。成都市的氣象工作人員有人表示聽見了巨響,有人則沒有聽見,但對(duì)于打雷的說法是一致的,那就是沒有監(jiān)測到雷電。

奇怪了,這種毫無征兆和視覺效果的巨響,到底是從何而來的呢?

隨后,有一家官方媒體發(fā)文猜測:這一聲巨響可能來自于我國戰(zhàn)斗機(jī)殲-20的“龍吟”。

很多人納悶:這怎么還搞出玄幻的詞語了?“龍吟”是什么意思?

實(shí)際上,這只是一種比喻,所謂的“龍吟”,指的是一種特殊的物理學(xué)現(xiàn)象,那就是音爆。

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音爆又叫聲爆,指的是超音速飛行器在突破音障的時(shí)候產(chǎn)生的一種沖擊波,從而導(dǎo)致巨大聲音的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象在超音速飛機(jī)上很常見。

對(duì)于成都巨響來自殲-20的猜想是有一定道理的,大家都知道,殲-20確實(shí)是一款超音速飛機(jī)。而且成都市的氣象工作人員也表示:聽聲音確實(shí)很像是音爆。而且殲-20又是在成都飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)生產(chǎn)的,這種猜想還是很合理的。

音爆在城市上空產(chǎn)生巨響的情況雖然不是經(jīng)常發(fā)生,但偶爾出現(xiàn)的幾次也給大家留下了很深的印象。比如2020年6月23日,成都市上空也出現(xiàn)了一次音爆,同時(shí)沈陽市上空也出現(xiàn)了一次。

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殲-20是我國的第五代戰(zhàn)斗機(jī),在2011年1月11日實(shí)現(xiàn)首飛,最大起飛重量37噸,武器最大裝載能力為11噸。飛機(jī)全長21.2米,高4.69米,作戰(zhàn)半徑可達(dá)2000公里。它的最大飛行高度為20000米,最大飛行速度是2馬赫,也就是聲速的2倍。

對(duì)于殲-20來說,通過超音速飛行產(chǎn)生音爆確實(shí)是一件很正常的事。至于上面所說的“龍吟”,其實(shí)只是一種比喻的手法。

那么,超音速飛機(jī)為何會(huì)產(chǎn)生音爆呢?

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我們知道,飛機(jī)在高速飛行的時(shí)候,會(huì)在頭部擠壓前方的空氣,使其壓縮、密度增大,這叫激波,又叫沖擊波。激波會(huì)給飛機(jī)帶來巨大的阻力,在二戰(zhàn)時(shí)期,科學(xué)家們一度認(rèn)為這種激波的阻礙是無法突破的,當(dāng)時(shí)將這種現(xiàn)象稱為音障。

一直到了1947年,人類才首次突破了音障。在這一瞬間,飛機(jī)前后的兩股激波會(huì)傳播到地面,形成巨大的壓力沖擊,同時(shí)伴隨著驚人的轟鳴聲,這就是音爆的來源。不過,對(duì)于飛機(jī)上的飛行員來說,由于他已經(jīng)超過了聲速,所以這種音爆的聲音根本追不上他,不會(huì)被他聽到。

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除了巨大的聲音之外,大家還會(huì)看到超音速戰(zhàn)斗機(jī)會(huì)形成壯觀的音爆云,跟隨著飛機(jī)前進(jìn),非常壯觀。那么,音爆云是什么呢?

其實(shí),這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,是在空氣含水量比較高的時(shí)候,因飛機(jī)附近局部流場溫度降低至露點(diǎn)或露點(diǎn)以下,水汽在這里凝結(jié)成云團(tuán)的現(xiàn)象,學(xué)術(shù)名稱叫普朗特–格勞厄凝結(jié)云,或者簡稱凝結(jié)云。至于所謂的音爆云,其實(shí)是一種不準(zhǔn)確的說法。這種凝結(jié)云一共有三種類型,分別是低亞聲速不規(guī)則凝結(jié)云:

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高亞聲速錐形凝結(jié)云:

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還有超聲速錐形凝結(jié)云:

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也就是說,飛機(jī)周圍的凝結(jié)云,未必是在超音速的時(shí)候產(chǎn)生的,即便是亞超音速飛行時(shí)也會(huì)存在。

音爆聽起來確實(shí)震撼,能讓我們切身感受到超音速飛機(jī)的威力,但在網(wǎng)上聽一聽也就夠了,如果經(jīng)常出現(xiàn)在生活中,大家就不堪其擾了。

比如2010年的時(shí)候,我國臺(tái)灣就曾經(jīng)出動(dòng)了F-16戰(zhàn)機(jī)進(jìn)行空中演練,飛行過程中產(chǎn)生了音爆。由于當(dāng)時(shí)戰(zhàn)斗機(jī)處于低空飛行狀態(tài),音爆對(duì)地面的影響非常大,以至于許多玻璃都被震碎,甚至有些日光燈都掉落在地上。如此巨大的聲音,連玻璃都受不了,何況是人呢?

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當(dāng)聲音超過90分貝的時(shí)候,就有可能給人帶來聽力上的傷害了。如果長期處在120分貝的噪音環(huán)境下,人體還會(huì)出現(xiàn)神經(jīng)衰弱、聽力受損、血壓升高、頭痛等癥狀。而音爆產(chǎn)生的噪音則達(dá)到了130~160分貝,可以想象傷害有多么巨大。

更有甚者,2005年的時(shí)候,以色列空軍發(fā)現(xiàn)了音爆的另一種優(yōu)勢(shì),對(duì)巴勒斯坦進(jìn)行了“音爆轟炸”,也就是頻繁在加沙地帶利用超音速飛機(jī)低空飛行,通過音爆對(duì)地面進(jìn)行破壞。當(dāng)時(shí)許多人流鼻血、心臟病發(fā)作,甚至有一些孕婦流產(chǎn),給許多兒童帶來巨大的心理陰影。不得不說以色列這招真的太損了,這無異于用彈藥直接轟炸平民,完全不講人道。

殲-20龍吟?成都上空巨響,不是打雷,音爆真能把玻璃震碎?

當(dāng)然,戰(zhàn)斗機(jī)在城市上空超音速飛行也不是常有的事,而且音爆只出現(xiàn)一瞬間,離得也比較遠(yuǎn)。但是,如果未來人類想要乘坐超音速客機(jī),就需要解決音爆的問題,防止其給乘客帶來傷害了。

歷史上不是沒有過超音速客機(jī),比如前蘇聯(lián)建造的協(xié)和式飛機(jī),從歐洲飛到紐約僅需要不到3.5個(gè)小時(shí),節(jié)省一半以上的時(shí)間。但由于音爆等原因,它在21世紀(jì)初就退役了。未來如果人類還想研制超音速客機(jī),音爆是必須要解決的問題之一。

殲-20龍吟?成都上空巨響,不是打雷,音爆真能把玻璃震碎?

除了飛機(jī)之外,隕石也有可能產(chǎn)生音爆。當(dāng)隕石以及高速闖入大氣層時(shí),就有可能形成強(qiáng)激波,穿過大氣傳播到地面造成局部短時(shí)超壓,從而導(dǎo)致音爆。隕石產(chǎn)生音爆的原理和超音速飛機(jī)差不多,但由于速度更快,激波的形狀和強(qiáng)度也有所不同。

殲-20龍吟?成都上空巨響,不是打雷,音爆真能把玻璃震碎?

除了音爆之外,還有“光爆”的現(xiàn)象。我們知道,真空中的光速是不可能被超越的,但是在介質(zhì)中,光速會(huì)降低,它有可能被超越。如果有粒子能夠在介質(zhì)中超越光速,那么就有可能形成光子振波,從而發(fā)出光芒來。這種現(xiàn)象叫做切連科夫輻射,其原理和音爆差不多。

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總之,這一次成都上空的巨大聲響到底是不是來自殲-20,在官方公布消息之前,我們也不敢下定論。只能說,這種可能性還是非常高的。

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