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伦敦飞悉尼仅4小时,天空巨响是哪儿来的

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  听说了吗,美国航天局要开发一款新型超音速客机,将重点解决“音爆”问题。

图片 1英国航空的协和飞机。图片来源:wikipedia

北京时间6月27日消息,在7月举行的英国法伦堡航空展上,美国飞机制造商将揭开协和式飞机继任者的神秘面纱。这个超音速喷气机原型名为“X-54”,由波音公司、洛克希德-马丁公司、湾流公司在美国宇航局的帮助下研制,从伦敦飞往悉尼只需短短4个小时。

  监  制:战 钊

这看起来没什么,但当物体运动的速度越来越快时,问题就出现了。空气中波的运动速度是有限的,也就是音速,当物体的速度达到音速时,它激起的那些波就被物体本身赶上了,堆积起来。换句话说,就是空气分子来不及逃开,被挤压在了一起。

3家公司希望将X-54打造成世界上第一架超音速喷气式商务客机。湾流公司的一位工程师上周表示,所有3家公司都相信他们能够将X-54飞行时产生的音爆降到很小的程度。他说:“这3家大型飞机制造商证实了业内的传闻,新一代超音速喷气式客机已经触手可及。”

  科学顾问:傅前哨

2015年11月26日中午,成都的天空传来三声巨响,几乎全市的人都听到了。随之传来了各种猜测,不过并没有地面爆炸的迹象。最大的可能,看来还是音爆了。但音爆是个啥?

X-54共有12个座位,造价估计在8000万美元左右,目标市场是欧洲和中东,所打出的广告语为“一个工作日内往返美国”。研制X-54不仅面临技术上的挑战,同时还要向政要们证明超音速喷气机能够被公众接受。协和式飞机产生的音爆让它的发展机会化为乌有,同时也是它被迫退出历史舞台的一个重要原因。2003年11月,协和式飞机进行最后一次飞行。

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图片 3鞭子抽响的瞬间,就是超音速的瞬间。图片来源:Jefferson
Taft 

目前,速度最快的超音速喷气式商务机湾流G650能够以每小时646英里的速度飞行7000英里,最大速度不过每小时704英里。据《航空与空间技术周刊》报道,X-54的外形在设计上能够降低音爆。X-54原型以及其他超音速飞机原型将亮相法伦堡航空展。

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当飞机的速度接近音速,情况与之类似:一堵空气墙横在前面。无奈上火的你多么希望自己变身绿巨人,轰隆一声把人撞得满天飞,哪怕胳膊上挂着七八个潮男靓女也阻挡不住你追求爱情的心——恭喜你,你悟到了超音速的真谛。只要动力足够充沛,结构足够结实,外形足够合理,被空气墙裹住的飞机便会超过音速。此时被压缩到极致的空气被穿透,产生了激波。

2011年1月,宇航局公布了一架试验机在风洞内接受测试的图像。测试结果显示,借助于超薄机翼和隐藏型发动机,超音速飞机的音爆能够降至最低程度。美国德克萨斯州对冲基金交易商罗伯特-巴斯投资1000万美元,在宇航局的帮助下研制Aerion
SBJ超音速喷气机。不过,交货日期仍是一个未知数。

  美国将研发X超音速飞机,可消除“音爆”

(编辑:Ent)

据《星期日泰晤士报》报道,X-54采用合成材料制造,发动机更为先进同时机身更小,速度可达到协和式飞机的两倍,后者的速度为每小时1358英里。X-54的速度超过每小时2485英里,从伦敦飞往悉尼只需短短4个小时。伦敦与悉尼之间的距离大约为12000英里。

  一架低空超音速飞行的飞机产生的音爆足以震碎门窗玻璃,甚至损坏不坚固的建筑物。因为音爆能量巨大,2003年,由法英联合研制的第一代超音速客机“协和式飞机”停飞,自此空中不再有超音速客机的身影。

正是因为听到过音爆的人相对较少,所以它引发的恐慌事件也层出不穷。2006年4月26日,两架军用飞机超音速飞越美国亚利桑那州的尤马市,当地的911
报警电话瞬间被打爆,许多民众报告发生了爆炸或者是地震。其实如果你仔细听,音爆之后总是伴随着着飞机飞过的声音,本驼小时候一直以为这是飞机在投炸弹。

  所谓音爆,就是当物体的运行速度超过音速之后,物体对空气的压缩因为无法迅速传播,会在迎风面积累形成激波面,激波面上的声学能量高度集中,反映到人的耳朵里,会让人感受到短暂而极其强烈的爆炸声。

本文原发表在科学松鼠会
 ,有改动。

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