音障是什么 音障之谜

音障：飞行速度与声波的挑战

当我们飞行技术的极限时，音障这一概念便浮现在我们眼前。那么，音障究竟是什么呢？当飞行速度达到音速的十分之九，即马赫数M0.9，空中时速约950公里时，局部气流的速度可能达到音速，产生局部激波。这一激波导致气动阻力剧增，使飞机在高速飞行时面临巨大的挑战。

想象一下，当飞机的速度逼近音速时，原本流畅的气流开始变得混乱，机翼和机身表面受到严重的扰动，飞机可能会剧烈抖动，操纵变得十分困难。机翼下沉、机头往下栽，甚至正在爬升的飞机也会受到严重影响。这些挑战均源于所谓的“音障”。

音障的形成与声波的传递速度密切相关。当物体的速度接近音速时，声波开始在物体前方堆积。若物体拥有足够的加速度，便能突破这一不稳定的声波屏障，即冲破音障。此后，物体继续前进会在其前方产生稳定的压力波，也就是马赫波。当物体通过音障后，所产生的波朝向地面传来，形成可听见的音爆。

但音障并不仅仅是声波的问题。飞行物体接近音速时，前方的空气无法像平常一样通过机身扩散开，导致气体堆积在飞行体周围。这不仅产生了极大的压力，还可能引发一种俗称“死亡漩涡”的空气旋涡。这使得机身如果不进行特殊加固处理，可能会被瞬间摧毁。

声障这一概念最早出现在20世纪40年代初期。随着战斗机的设计逐渐成熟，人们发现当飞机速度超过声速的某个界限时，会出现自发栽头和尾翼强烈抖振的现象，使飞机面临破碎的危险。但随着飞机设计的不断改进和推力更大的喷气发动机的制成，声障已经成为一个历史名词。

当飞机与大气的相对运动产生扰动时，这种扰动会以波的形式向空间传播。在飞机匀速飞行的情况下，若速度未超音速，引起的扰动波会始终位于飞机前部不远处。但当飞机加速并接近或超过音速时，情况则完全不同。激波的形成便是这一系列挑战的源头。

音障是飞行速度与声波之间的挑战。但随着科技的进步和飞机设计的不断创新，人类已经成功地突破了音障的障碍，为更高速度的飞行开辟了新的道路。