虽说超音速飞机早在1947年就已获得成功,半个多世纪以来超音速战机也早已不是新鲜事。可超音速战机对于广大军迷来说还是有着独特的魅力。影视作品中有着许多对超音速飞行的描写。虽然有剪辑手段的修饰,但总体还是很真实的。我们开车的时候会有感受,车速越快,手伸出去感受到的风越大,车受到空气的阻力也越大。当飞机的速度越接近音速时,飞机本身可以追上甚至超过声波的速度,让前方空气没有足够的时间散开,而被紧密地压缩在一起,阻力、压力陡然增大,从理论计算上可以形成一道阻力无穷大的屏障。飞机要突破这层屏障,必须有更大的动力支持;且飞机造型、材料都需要进行特殊处理。上图的左、中、右分别表示战机在亚音速、等音速和超音速飞行时所遇到的空气波形。
飞机突破音障时形成的气压、温度、密度等参数的突变面被称为激波面,是声学能量的高度集中面,在听觉上是一声短暂而极其强烈的爆炸声。所以超音速飞行的战机常伴随音爆——这是一种人耳乃至玻璃、建筑都难以承受的声音。超音速飞行器附近气压、空气密度的急剧变化常常让空气中的水份瞬间凝结,在战机周围形成漂亮的音障云。
既然飞机飞得比声音还快了,那么飞机里的人还能听到声音吗?
就像你大吼一声然后撒腿就跑、跑得比声音还快,然后声波就在后面追你……这是一个说起来不太好理解的概念。然而现实就是这样,即使音爆的能量可轻易摧毁人的听力,但坐在飞机内的人却是听不到的——因为声波被甩在身后跟不上……但是机舱内的空气相对静止,所以机舱内的谈话是可以听到的。引擎声通过机体(固体)传递到机舱内,也是可以听到的。只是原来通过机外空气传导的声音,全部被甩在了身后。应该说,超音速飞行时,机舱内是比亚音速飞行要安静的……