音障的形成原理 ？

音障

（Sound barrier），是一种

物理

现象。当物体（通常是航空器）的速度接近

音速

时，将会逐渐追上自己发出的

声波

。此时，由于机身对

空气

的压缩无法迅速传播，将逐渐在飞机的迎风面及其附近区域积累，最终形成

空气

中

压强

、

温度

、

速度

、

密度

等物理性质的一个突变面——

激波

（Shock Wave，又译冲击波、骇波或震波）面。激波的形成是

超音速

飞行的典型特征。激波面将增加空气对

飞行器

的阻力，这种因为音速造成提升速度的障碍被俗称为

音障

。另外，在早期飞机的设计中，由于对

跨音速空气动力学

了解尚少，所以曾多次发生飞机试图超越音速时解体或者失控坠毁的严重事故，有人把这一时期困扰飞机制造业的难题也称为“音障”。

一架正在穿越音障的美国海军FA-18F超级大黄蜂战斗机，注意到机身周围激波面附近产生的圆锥形云雾。

当飞机的速度接近音速的时候，由于飞行速度的增加，积压在飞机前部的空气会被压缩成密度很高的空气墙，使战机的速度难以提升，所以把这种现象称之为“音障”。更严重的是，音障产生的局部激波能使流经机翼和机身表面的气流变得非常紊乱，从而使飞机剧烈的抖动，操作十分困难，会有坠机的危险。

怎么突破音障？

突破音障重要的是技术因素，不是一味地提高发动机的推力，而是通过改变飞机的外形来刺破音障，用很长的空速管来刺破音障，突破音障后的战斗机能达到三倍音速飞行。

美国海军FA-18 的飞行速度超过音速。白云是由飞机尾部周围的气压和温度降低而形成的

飞行器进入超音速飞行形成的激波面，是

声学能量

的高度集中面，又称

音锥

。音锥在听觉上是一声短暂而极其强烈（可能超越人耳听力上限的）的爆炸声，故称为“

音爆

”或“声爆”。强烈的音爆不仅会对地面建筑物产生损害，也会给飞行器本身跨越冲击面的部分造成巨大的压力，所以各国一般都禁止超音速飞机在住宅区上空突破音速。

1、亚音速； 2、1马赫； 3、超音速； 4、激波；

除此之外，跨音速飞行常常伴随的一个效应称为

普朗特-格劳厄脱凝结云

（Prandtl-Glauert AKA Pauboo condensation clouds），其特征是一个以飞机为中心轴、从

机翼

前端开始向四周均匀扩散的

圆锥

状云团。这是由于机翼引起气流加压加速，进而引起水气

凝结

导致。水气凝结成微小的水珠后，肉眼看来就像是云雾般的状态。这个高速区会随着离机身的距离增加而迅速消失。值得一提的是，普朗特-格劳厄脱凝结云并非只能在跨音速飞行中看到，与激波也没有必然的联系，它仅仅表征了空气具有一定的

可压缩性

。在合适的条件下，尚未接近音速的飞机也能在自己周围产生普朗特-格劳厄脱凝结云。

突破音障的瞬间