當飛機超過音速時,機艙內還會有聲音嗎?
當萊特兄弟成功飛起世界上第一架飛機時,人類終於實現了飛天的夢想!隨著科技的進步,飛機變得越來越複雜,越來越安全,當然也越來越快。
現在,已經出現了比聲音傳播速度還快的飛機——超音速噴氣式飛機。當飛機超過聲音的速度時——即突破音障,就會出現一聲震耳欲聾的巨響,這通常被稱為音爆。站在地上的人都能聽到低空飛行的超音速飛機突破音障時產生的巨響,但在飛機里的人能聽到音爆嗎?由於此後飛機比聲音還快,那麼機艙里會突然變得沒有聲音了嗎?
簡短答案:當超音速噴氣式飛機突破音障時,機艙里的人仍能聽到引擎傳來的聲音,但是聽不到來自外面的聲音。機艙里的人也可以聽到艙內的聲音,因為他們周圍的空氣相對於飛機是靜止的。
由於飛機內部的聲音是在內部空氣(其運動速度與飛機一樣快)之中傳播,因此無論飛機是否突破音障,機艙內都是可以聽到聲音。
音爆是怎麼回事?
當物體的運動速度超過聲速時,就會產生音爆現象,此時會在飛行器上出現錐狀的音爆雲。聲音的速度根據其傳播的媒介而有所不同,這裡考慮的是聲音在空氣中的傳播速度,其值約為340米每秒(1225公里每小時)。
快速飛行的飛機會在各個方向產生聲波,隨著飛行速度的增加,飛機前端的聲波趨於聚集,因為它們沒有足夠的時間離開飛機。然而,當飛機超過聲速之時,聲波沒有足夠的時間在飛機前端展開,而是在飛機尾部形成「馬赫錐」,並發出震耳欲聾的巨響。這非常類似於快速移動的輪船在水中產生的尾跡。
人在超音速飛機中有何體驗?
事實上,在飛機里的人聽不到音爆,因為人是位於馬赫錐的前部。簡單來說,飛機帶著人超過音速,使得音爆無法趕上他們。
音爆雲
當飛機超音速時,飛機裡面也不會變得沒有聲音。聲波是一種機械波,即它的傳播需要介質。因此,聲波會隨著介質的運動而運動。例如,如果空氣以100米每秒的速度移動,則觀察者會認為聲音在其中的傳播速度為340+100=440米每秒。超音速飛機內部的空氣以與飛機相同的速度行進,而聲音通過飛機內的空氣傳播,所以飛機內的聲音強度完全沒有變化。
此外,超音速飛機引擎產生的噪音也可以通過飛機自身傳進機艙內,而飛機外部的聲音就都被隔絕掉了。


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