激波、音障效应的图片及其原理解释（对《跨跃音速的瞬间！》一贴的修正和补充）

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[HTML]    经常看到大家误把一些战斗机飞行中出现水汽的照片称为突破音障，其实这里大多数都不是突破音障的照片<BR>     <SPAN style="FONT-SIZE: 12px">飞行器在速度达到音速左右时，由于速度与声音的传播速度接近，声音的能量逐步积聚，飞行器会受到一股强大的阻力，使飞行器产生强烈的振荡，速度衰减。这一现象被俗称为音障。当飞行器突破这一障碍后，整个世界都安静了，一切声音全被抛在了身后！ <BR><BR>在突破音障的一瞬间，由于空气气流的不均衡搅动会产生白色的水汽，一般情况下是看不到的。如下图<BR><IMG onmousewheel="return bbimg(this)" style="ZOOM: 80%" src="http://pic.tiexue.net/pics/2006_3_1_41784_1441784.jpg" onload="javascript:if(this.width>screen.width-500)this.width=screen.width-500" border=0> <BR><IMG onmousewheel="return bbimg(this)" style="ZOOM: 80%" src="http://pic.tiexue.net/pics/2006_3_1_42316_1442316.jpg" onload="javascript:if(this.width>screen.width-500)this.width=screen.width-500" border=0><BR><BR><BR>但是这种照片一般很难拍到，因为突破音障是一瞬间就完成了。不过有一种情况会产生类似的效果，<STRONG>当空气中的湿度比较大时，由于飞机的起动外形会引起激波产生压力变化，使空气中的水分析出在飞机表面形成水汽团，和跨越音障非常相似</STRONG>，所以总有人混淆。如下图霉菌的B-2隐身轰炸机是一种亚音速飞机但是也会出现这种情况<BR><IMG onmousewheel="return bbimg(this)" style="ZOOM: 80%" src="http://pic.tiexue.net/pics/2006_3_1_41965_1441965.jpg" onload="javascript:if(this.width>screen.width-500)this.width=screen.width-500" border=0><BR>还有在飞行表演中经常可以看到这样的水汽<BR><IMG onmousewheel="return bbimg(this)" style="ZOOM: 80%" src="http://pic.tiexue.net/pics/2006_3_1_42050_1442050.jpg" onload="javascript:if(this.width>screen.width-500)this.width=screen.width-500" border=0><BR><IMG onmousewheel="return bbimg(this)" style="ZOOM: 90%" src="http://pic.tiexue.net/pics/2006_3_1_42064_1442064.jpg" onload="javascript:if(this.width>screen.width-500)this.width=screen.width-500" border=0><BR>很明显飞机正在做侧飞， 这种情况下不可能进行跨音速飞行，在这种状态下如果真的跨音速，激波会直接把机翼削掉。<BR><IMG onmousewheel="return bbimg(this)" style="ZOOM: 80%" src="http://pic.tiexue.net/pics/2006_3_1_42076_1442076.jpg" onload="javascript:if(this.width>screen.width-500)this.width=screen.width-500" border=0><BR><BR>从上面的几幅图相信大家也看出来了，一般来说不规则的水汽团都不是跨音速产生的，但是规则的水汽团却不一定都是跨音速。<BR>如下图，正在超低空通场的飞机由于地面湿度大也产生了水汽并且由于是直线平飞没有大的机动动作，产生了圆锥形的水汽和跨音速情形非常相似。不过这种水汽一般都是连续产生，随着飞机的速度增加，圆锥会变得越来越细，最终消失。<BR><IMG onmousewheel="return bbimg(this)" style="ZOOM: 110%" src="http://pic.tiexue.net/pics/2006_3_1_42180_1442180.jpg" onload="javascript:if(this.width>screen.width-500)this.width=screen.width-500" border=0><BR>什么，你问我为什么肯定上图不是跨音速？因为大多数飞机都只能在高空进行超音速飞行，越高的地方空气越稀薄，阻力也就越小。地面附近阻力最大，以美国FA18E/F为例，他在海平面最快只能飞到M0.9。只有少数几种飞机能做到低空超音速飞行。另外，如果在地面附近进行超音速飞行，飞行当中产生的音爆会把观看表演的观众全部震晕，机场附近的玻璃全部震碎，甚至不结实的建筑物会遭到破坏，所以一般禁止战斗机在1000米以下人口密集地区进行超音速飞行。<BR>上述情况在航空母舰上起飞的战斗机会经常出现，因为海面湿度较大，特别是直线飞行时产生的圆锥形水汽，基本上在没有参照物的情况下很难辨别是激波造成的还是跨音速造成的。<BR><IMG onmousewheel="return bbimg(this)" style="ZOOM: 70%" src="http://pic.tiexue.net/pics/2006_3_1_42222_1442222.jpg" onload="javascript:if(this.width>screen.width-500)this.width=screen.width-500" border=0><BR><IMG onmousewheel="return bbimg(this)" style="ZOOM: 60%" src="http://pic.tiexue.net/pics/2006_3_1_42223_1442223.jpg" width=524 onload="javascript:if(this.width>screen.width-500)this.width=screen.width-500" border=0><BR><BR><BR>先讲这么多，有什么不对的欢迎指正。<BR><BR>最后有一点需要说明，第一第二和最后两张照片我也不能肯定是否为跨音速时拍摄的，因为突破音障的照片非常难拍，事实上绝大多数类似的照片都是激波造成的，只不过为了方便说明才这么排列。</SPAN>
<SPAN style="FONT-SIZE: 12px">另外，</SPAN><SPAN style="FONT-SIZE: 12px">激波就是空气中出现的间断面，表现为密度和压强突变。<BR>产生条件是空气受到压缩扰动（如果是拉伸扰动则会逐渐分散，不能形成激波）<BR>飞机在飞行时都会产生激波，不过肉眼一般看不到。<BR><IMG onmousewheel="return bbimg(this)" style="ZOOM: 80%" src="http://pic.tiexue.net/pics/2006_3_2_49005_1449005.jpg" onload="javascript:if(this.width>screen.width-500)this.width=screen.width-500" border=0><BR>上图中机身下方的空气由于激波作用密度发生变化导致光线发生折射扭曲  <BR></SPAN>
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