戰鬥機超低空超音速飛行會有什麼現象?

楊銘鎖


目前的噴氣式戰鬥機大多是超音速飛機,飛機在不斷加速過程中,由於聲波和飛機速度不斷接近,被非飛機所擠壓的空氣無法及時向外排解,就會累積在飛機機中後部位,形成一道屏障,這就是所謂的音障。音障會導致氣流紊亂,飛機機體嚴重抖動,從而使操縱變得十分困難,甚至可能導致飛機解體。音障一般形成在0.9馬赫,也就是時速在1100千米/小時左右,如果要突破音障達到1馬赫(1225千米/小時),除了必須使用噴氣式發動機增加飛機推力,還要優化飛機的氣動佈局。



在突破音障之時,由於飛機飛行時所產生的聲波無法追上飛機,只能全部疊加在機身後方,最後會形成一道圓錐形強壓力波,也就是我們最常說的激波(衝擊波)。這道激波的能量極大,傳遞至地面以後甚至可能擊碎玻璃,傳到人耳以後會形成雷鳴般得刺激,如果飛機飛的太低,甚至可能會擊穿耳膜。協和式飛機是為數不多的超音速客機,它在1.6萬米高空以兩馬赫超音速飛行時,形成的噪音高達130分貝,約等於100Pa,足以將玻璃震碎。因此在建築物和人員密集的場所,幾乎所有飛機都是被禁止超音速飛行的。

音爆既然具備破壞性,那麼在戰場上自然也可以用於殺敵,如果在致命性武器已經使用殆盡,但是己方地面部隊又遭遇危險,那麼戰鬥機完全可以利用低空超音速掠過敵人陣地的方式對敵人使用音爆波攻擊。音爆波雖然可能只能造成短暫的聽力障礙,但是對敵人心理的震懾和干擾還是可以起到意想不到的效果。只不過低空超音速阻力太大,操作難度也直線上升,並且目前的野戰低空防空火力也異常兇猛,如果真要執行這樣的戰術,實際上還是存在較大危險性的。

除了能夠聽見的現象,音爆還會產生可視化現象,這就是所謂的音爆雲。飛機在突破音速後,由於高速擠壓空氣,溫度下降,空氣中水蒸汽就會液化成水滴,瀰漫在飛機尾部,就會形成一道錐形音爆雲。音爆雲的形成跟空氣的含水量有很大關係,如果是在海平面或者湖面飛行,因為空氣較為溼潤,即使亞音速飛行也會形成凝結雲,但如果是在沙漠地區飛行,由於空氣太過乾燥,即使超音速飛行,也不一定能夠形成明顯的音爆雲。
超音速狀態飛行對於飛行員的影響也是很大的,首先就是因為高速飛行對飛行員會形成巨大的過載,一旦加速過快,過載超過8個G,很容易造成飛行員大腦缺血、缺氧而暈厥,因此超音速飛機飛行員一般都要穿戴抗載荷服,在過載過大時,抗載荷服會在大腿部位充氣擠壓,防止血液全部迴流下半身,給大腦留存充足血液,保證飛行員不因缺血而暈厥。


軍武吐槽君


筆者的家鄉是一個寧靜的小村莊,小時候有一件事記憶深刻。即使在晴朗的日子裡,也時常聽到一聲巨大的聲響,雖然沒有雷聲那麼刺耳,但遠比雷聲渾厚,感覺整個大地都在震動。當時,百思不得其解,以為這是某種超自然力量。從教室窗外傳來的驚天“雷聲”,作為美好童年的記憶一部分,一直纏繞我很多年。F\\A-18戰機的激波

直到長大後才知道,距離家鄉50公里處有一個軍用機場,那“雷聲”極有可能是戰鬥機音爆的聲音。筆者後來在大學學了飛機專業,但未曾親生經歷音爆的震撼場面,無法用語言來形容身臨其境的感覺。如果大家想了解,可以觀看法國經典空戰電影《空中決鬥》,開幕就是幻影2000戰機音爆的場面,法國空軍飛行員低空超音速略過恐怖分子劫持的機場跑道,用音爆擊碎車窗玻璃,震懾武裝分子。雖然畫面帶點藝術誇張的手法,但觀眾還是能體會到音爆的巨大威力。

B-1B轟炸機

戰機在低空超音速飛行時,在速度跨過1倍音速臨界點時,會才生強壓力波,也就是激波。在機頭或座艙突出位置,會產生明顯的鍥形波、錐形波,由於壓力波無法迅速擴散,會在突出位置後方形成激波面,再由於壓差的關係,壓縮空氣中的水蒸氣形成可視“激波雲”,激波雲通常只能持續幾秒鐘。在激波形成的同時,會發出巨大的雷鳴般的聲響,這就是“音爆”。

F-22

音爆在實戰中,可以用來瓦解敵機的戰鬥意志。對於困獸之鬥的敵軍,可以用低空超音速飛行進行警告震懾,震得敵機耳膜出血,渾身顫抖,致使其心理防線崩潰。


紅龍軍團長


現象  “音爆”只有在飛機作超音速飛行時才會出現。飛機在超音速飛行時產生的強壓力波,傳到地面上形成如同雷鳴的爆炸聲。 音爆在突破音障時伴隨的一個奇特現象便是“音爆雲”,這是由於在激波面後方由於氣壓降低而引起溫度降低,水氣凝結形成微小的水珠,看上去就像雲霧一般。這種雲霧通常只能持續幾秒鐘,激波現身,轉瞬即逝。


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