音爆,就是空气中运动的物体,当它的速度非常快,超过声速时,就会突破音障形成冲击波而产生巨大的声响。
不过想要知道音爆是怎么形成的,就要先从声音的传递开始说起。
我们知道,声音的本质就是物体的振动,但是声音传递是需要介质的,空气,固体或者液态的物体都是它的介质,我们平时听到别人说话就是通过空气传播到我们的耳朵之中的。
声音传递的速度受介质、温度等因素的影响,不过一般咱们听到物体的声音都是通过空气,所以这里只说在空气中的声速,在标准大气压以及15℃的环境下,声速时340米每秒,也就是1224千米每小时,声速的传递方向是四面八方。
为了方便我们理解,我们可以把声音传播的方向看做是水波,当我们在平静的湖面上投下一块石头时,水波将会朝着四周扩散,而这其实也是声波在平面上传播的方向。
但是,当物体发生移动时,一切都变得不一样了。最典型的案例就是路上的警车声,当警车从远到近靠近我们时,我们听到的声音会变得越来越尖;而当警车从近到远远离你时,你听到的声音就会慢慢变低,音色也更加低沉。
这其实是因为,当发声的物体移动时,前方的声波会被压缩,导致声波频率升高,波长变短;后方的声波则会被拉长,声波频率下降,波长变长。
那如果物体移动的速度足够快,达到声速会怎么样?
此时声波前方的频率会被压缩成一堵墙一样,形成音障;当物体移动的速度超出声速,其实很多飞行器可以做到这一点,因为物体移动的速度实在是太快,超出了声音传播的速度,就会突破音障,物体发出的声音无法继续跑在前方,所以就会被叠到物体后方,形成圆锥形的音锥,能量高度集中。