【物理】音障?!


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音障是一種物理現象,當物體(通常是航空器)的速度接近音速時,將會逐漸追上自己發出的聲波。聲波疊合累積的結果,會造成震波(Shock Wave)的產生,進而對飛行器的加速產生障礙,而這種因為音速造成提升速度的障礙稱為音障。

由於在物體的速度快要接近音速時,周邊的空氣受到聲波疊合而呈現非常高壓的狀態,因此一旦物體穿越音障後,周圍壓力將會陡降。在比較潮濕的天氣,有時陡降的壓力所造成的瞬間低溫可能會讓氣溫低於它的露點(Dew Point)溫度,使得水氣凝結變成微小的水珠,肉眼看來就像是雲霧般的狀態。但由於這個低壓帶會隨著空氣離機身的距離增加而恢復到常壓,因此整體看來形狀像是一個以物體為中心軸、向四周均勻擴散的圓錐狀雲團。

資料來源

http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%A6%96%E9%A1%B5

維基百科

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  • 1 month later...

冷高壓和熱低壓...

應該是說氣象吧

那要有請地科大師來回答了

然後抖降的氣壓會造成瞬間低溫

應該就是樓上所說的

不過老實說 我滿想知道

為何一突破音速後

氣壓會瞬間下降

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冷高壓和熱低壓...

應該是說氣象吧

那要有請地科大師來回答了

然後抖降的氣壓會造成瞬間低溫

應該就是樓上所說的

不過老實說 我滿想知道

為何一突破音速後

氣壓會瞬間下降

不是因為是...

那個多出來的壓力

是音波造成的嗎?

可是突破音障之後發出來的聲音都被拋在腦後了...

所以會驟降?

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當飛機以超過音速的速度飛行,飛機所發出的疏密狀的音波無法跑在飛機前方,所就全部疊在機身後方,形成了圓錐形狀的音錐。

當這種爆震波傳到時,我們就聽到所有累積起來的聲音,在聽覺上,這就是一聲轟然巨響的音爆。

在飛機正好要加速穿過音障時,在飛機的周圍,有時候會有一團雲霧形成。

不過,這團雲霧的成因是什麼,仍然頗有爭議。

目前最風行的理論認為,在那瞬間四週空氣壓力驟降,發生了普朗特-格勞爾奇點效應,

因此,空氣中的水氣就凝結成小水滴形成一團雲霧。

在這2張照片中↓

1. http://www.phy.ncku.edu.tw/~astrolab/mirrors/apod/image/0102/sonicboomplane_navy.jpg

2. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4d/FA-18F_Breaking_SoundBarrier.jpg/280px-FA-18F_Breaking_SoundBarrier.jpg

可以看見一架F/A-18 黃蜂號戰機正好穿過音障。

除了飛機之外,大型流星體和太空梭進入地球大氣時,當它們的速度降到音速以下的瞬間,也常會產生音爆。

關於音障:

當航空器速度接近音速時,將會逐漸追上自己發出的聲波。聲波疊合累積的結果,會造成震波的產生,進而對飛行器的加速產生障礙。這種因為音速造成提升速度的障礙稱為「音障」。

關於突破音障:

由於聲波的傳遞速度是有限的,移動中的聲源便可追上自己發出的聲波。當物體速度增加到與音速相同時,聲波開始在物體前面堆積。如果這個物體有足夠的加速度,便能突破這個不穩定的聲波屏障,衝到聲音的前面去,也就是衝破音障。

突破音障進入超音速後,從航空器最前端起會產聲一股圓錐形「音錐」,在旁觀者聽來這股震波有如爆炸一般,稱為「音爆」。

關於音爆:

一個以超音速前進的物體,會持續在其前方產生穩定的壓力波(弓形震波)。當物體朝觀察者前進時,觀察者不會聽到聲音;物體通過後,所產生的波(馬赫波)朝向地面傳來,波間的壓力差會形成可聽見的效應,也就是音爆。強烈的音爆不僅會對地面建築物產生損害,對於飛行器本身伸出衝擊面之外部分也會產生破壞。

一_一狠 一_一狠 一_一狠

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1.為何一突破音速後氣壓會瞬間下降?

A:高速飛行的物體接近音速時,物體前方的空氣因來不及散開而受到壓縮,受到壓縮過後又瞬間恢復(壓力下降)

2.爲啥陡降的氣壓會造成瞬間低溫?

A:因為壓力減小,使空氣膨脹,而空氣體積膨脹要吸收能量(熱能),所以溫度會下降

3.冷高壓和熱低壓?

A:這就有關地科了

高、低氣壓:(氣旋和反氣旋一般也稱低壓和高壓)

低氣壓是中心氣壓比四周低的水平旋渦。在北半球,氣旋區域內空氣作逆時針方向流動,在南半球則相反。

高氣壓是中心氣壓高四周氣壓低的水平旋渦。在北半球,反氣旋區域內的空氣作順時針方向流動,在南半球則相反。

低氣壓和高氣壓的分類方法比較多:

*按其生成的地理位置:

低氣壓可分為溫帶低氣壓和熱帶低氣壓

高氣壓可分為溫帶高氣壓、副熱帶高氣壓和極地高氣壓

*按照結構的不同:

溫帶低氣壓可分為鋒面低氣壓、無鋒面低氣壓

高氣壓可分為冷性反氣旋(或冷高壓)和暖性反氣旋(或暖高壓)。

4.高氣壓必冷?低氣壓必熱?

A:冷高壓不一定為冷

太平洋高氣壓位於海上

受到暖空氣以及水溫影響

太平洋高氣壓是暖空氣

但是位於寒帶的冷氣團高氣壓

就是乾燥寒冷的 當他移動到海上

就會受到海水暖化

並且併入太平洋高氣壓

成為太平洋高氣壓的一部分

因此高壓不一定為冷

熱低壓也不一定熱

有聽過冷心低壓嗎?

他本身就是一個不穩定的高空系統

地面會出現強大的午後雷陣雨(因為空氣不穩定)

溫帶氣旋 為斜壓系統 地面會帶來暴風雪

颱風則是暖心系統 地面會帶來暴風雨

因此低氣壓也沒有所謂冷熱的問題

一_一狠 一_一狠 一_一狠

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  • 3 weeks later...

這就是大致上穿越音爆的圖

當然...實際上沒有這麼簡單...

這是圖

紅點是噴射機機頭

1就是靜止的時候

2是高速的時候

3~4就是穿越音障

噴射機的速度高於音波的速度

這個圖其實實際上也可以做得到

拿一盆水不要太小

然後伸出妳的一隻小手指

畫過水面~~~~(不是很完整啦 不過類似...)xd

對了 在超越音波後~模擬音波的圓的切線壓力可是很大的呢

所以飛天小女警在飛的時候 千萬不可以把頭伸出窗外喔~

要不然就"咖差"...xd

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