秦皇岛上空的一声巨响

轰!3月27日中午，天空突然传来一声巨响，有些秦皇岛市民往窗外望去，却什么也没看见。很快，这件事情在网上引起了热议，并登上了热搜。但是，网民们基本上都相当淡定，并没有太过担心，有人还开起了玩笑。 因为这样的巨响并非第一次出现在秦皇岛上空。

事实上，这样的事情在2月24日也发生过一次。当日早上10点左右，秦皇岛的居民正忙着自己手头上的东西，猝不及防被天空中的巨响吓了一跳。不明就里的秦皇岛居民纷纷登上网络，很多人在网上迷茫地询问，刚刚到底发生了什么事情，那声巨响是什么导致的；有人以为是有人在放鞭炮；有人说自己吓了一跳，还以为发生地震了。一时间，议论纷纷，这个话题也很快登上了热搜。那么到底是什么引发了这声巨响呢？

秦皇岛应急管理局很快给出了解释：这是飞机超音速飞行产生的音爆。得知原因后，网友放下心来，纷纷开始善意地调侃起这次事件来。有人幽默地说，不该问的别问，我们国家的大鸟在飞，还有人戏称这是自己的玛莎拉蒂发出的巨响，还有人调皮地说这是自己的三蹦子打着火时发出的声音。

经过2月这件事，秦皇岛居民对音爆有了一定认知。所以，在3月27日听到那一声巨响后，虽然有些人仍然不明就里，但是大部分人都迅速意识到这很可能也是一次音爆，并没有感到不安。

那么，音爆到底是什么呢？它是怎么产生的，又有什么影响呢？说到这些问题，大概很多人回答不上来，因为很多人对音爆都不甚了解。事实上，早在上个世纪，科学家们就发现了音爆现象，并且进行了深入研究，已经基本弄清楚了音爆发生的原理，只是仍然不为公众所熟知。那么，我们就来进一步了解一下音爆吧。

音爆是什么

“音爆”，也被称为“声爆”，是飞行器以超声速飞行时产生的一种空气动力学现象，出现在飞行器突破音速以后，通常表现为巨大的爆炸声，有时还伴随着音爆云的出现。

音爆是怎样产生的

音爆的产生与飞机的飞行速度密切相关。飞行速度一般以马赫为单位，1倍音速为1马赫，2倍音速为2马赫，以此类推。只有当飞机飞行速度超过一定数值时，才会产生音爆。以下就是音爆产生的过程。

飞机前进时机头或者突出部分会挤压空气，产生压力波。当飞机速度小于1马赫时，压力波位于飞机前面，能起到推开空气的作用；当飞机速度提高到1马赫时，飞机会追上压力波，压力波叠加在一起，形成强大的阻力，阻碍飞机前进，并且使得飞机难以控制；当飞机突破1.2马赫时，机头撞破叠加的压力波。此时，由于空气受到剧烈压缩，空气会在飞机周围形成压强、密度和温度等突然跃升或者剧烈变化的波阵面，也就是激波，这些激波传播时互相影响，最终形成机头的前激波和机尾的后激波。由于压强的跃升，产生了巨大的爆炸声，也就是音爆。

音爆云

而当我们提起音爆，总是会想起音爆云。音爆云正式的名字是普朗特-格劳厄脱凝结云，指的是飞机超音速飞行时形成的以飞机为中心轴的圆锥形云团。

音爆云的产生是有许多先决条件的，如空气的流速、压强、大气湿度、凝结核等。如果要形成音爆云，飞机经过的大气必须湿度足够高，同时，飞机局部地区的温度必须足够低。如果条件达不到，那么即使飞机进入超音速产生音爆，也不会出现音爆云。

音爆的影响

飞机超音速飞行时，音爆产生的噪音约为130-160分贝，这对人体和建筑都有很大的影响。当然，音爆对地面的影响程度与其飞行高度有关，飞行高度越高，对地面的影响越小，并非说音爆一定会带来这么高的噪音或者影响。

首先，音爆产生的噪音可能伤害人体。一般来说，如果长时间处于超过90分贝的噪音环境中，会引起耳鸣；此外，如果长时间处于噪音环境中，人们可能会变得焦躁、易怒、抑郁，甚至可能会患上焦虑症等精神疾病。

其次，音爆可能会破坏建筑。此前，飞机在秦皇岛上空产生音爆时，便有人反映门窗都在震动，这说明音爆是有影响建筑的可能的。2010年时，台湾F-16在台湾嘉义机场附近低空飞行，产生了音爆，结果玻璃震碎了，墙壁也出现裂缝，甚至连日光灯都震落了。由此可见，飞机低空飞行时的音爆对建筑的破坏能有多大。

因为音爆的破坏力，有些国家的空军开始考虑在军事上利用音爆。以色列空军已经利用过音爆进行攻击了。2005年9月底，以色列战斗机连续数日在加沙地带进行频繁的低空飞行。音爆产生巨大震动，震碎了玻璃，震塌了房屋，甚至使得某些人心脏病复发、孕妇流产。

音爆与超声速客机

鉴于普通人乘坐的客机基本都是亚音速飞机，是否难以想象之前曾经有超声速客机？2003年前，确实是存在超声速客机的，只是由于音爆等原因，一一退役了。但是，由于时代的发展，超声速客机具有重要的现实意义，许多国家都没有放弃，一直致力于解决存在的问题，试图研发出合适的超音速客机。

超声速客机的发展可以追溯到上世纪50年代。当时，喷气机发动机等技术发明出来了，*用军**飞机也陆续实现了超声速甚至两倍声速飞行。然后，美国、苏联、英法等国开始研究制造超声速客机。到上世纪70年代，苏联图-144和英法联合研制的“协和”问世，并且开始运营。

但是，由于当时技术的限制，这两款超声速客机都有油耗高、载客量小等问题。其中，音爆是一个很重要的问题。由于音爆的破坏力，如上文所述，超声速客机航线受到限制，经济性很差。于是，图-144于1983年便退役了，服役时间不到10年。而协和也于2003年退役。

在20世纪90年代，由于航空业务发展的需要，各国开始研制新一代超声速客机，而欧盟在第一代超声速客机退役后也一直在研究新一代超声速客机。

目前，超声速客机的技术挑战仍然是巨大的，能否解决音爆问题仍然是一个关键性因素。目前，已经提出了两类音爆抑制技术，第一类是基于流动控制的音爆抑制技术，包括热流注入等技术；第二类是基于不同低音爆机理的布局设计方法，通过改变飞机外形设计，抑制音爆。但是，基于这两类音爆抑制技术，新的技术挑战又出现了。

美国、日本、欧盟等都提出了新一代超声速客机的方案，其中美国的Boom公司更是于2016年11月对外展示了XB-1超声速验证机，并于2020年当地时间10月8日正式发布了该验证机。

结言

音爆是飞行器超声速飞行时产生的一种空气动力学现象，对人体、对建筑都会造成伤害。由于音爆等关键问题，第一代超声速客机一一退役了。但是，各国都在研究音爆抑制技术等技术，试图解决问题，研发出新一代超声速客机。中国通过C919客机的研制，也在努力追赶。未来的某一天，音爆等关键问题解决了，新一代超声速客机就能完成研制并投入运营。到那时，我们花在路途上的时间将大大缩短，旅途体验也将大幅度提升。

参考资料：

1. 邵文逸，超音速客机音爆现象的原理、危害与应对，科学家，2017（知网）

2. 云归，破解音爆魔咒，大科技（科学之谜），2015（知网）

3. 朱宝鎏，“音爆”是什么东西，兵器知识，2009（知网）

4. 冯晓强；李占科；宋笔锋，超音速客机音爆问题初步研究，飞行力学，2010（知网）

5. 徐悦；韩忠华；尤延铖；陈黎，新一代绿色超声速民机的发展现状与挑战，科学通报，2020（知网）

6. 张华，“音爆云”现象与“音爆”有关系吗？，力学与实践，2019（知网）

7. 宋丰，超音速飞机如何实现音爆，军事文摘，2016（知网)

作者：芦苇 审核：henna 校稿编辑：李子