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什么是音爆云 “音爆云”，这种云只能在特定的天气条件下才会出现，而且这些由水 汽组成的晕轮只能持续几秒钟。当飞行器的速度达到音速上下（1193 公里/ 小时）时，就会冷却周围的空气，从而使空气中的水汽凝结成云。但它并不 总是伴随着音爆现象的产生，同时也不是音障被突破时所产生的冲击波。 音障是历史上（主要是第二次世界大战期间）对飞行器尝试跨越声速飞 行遇到困难的称呼。这一说法在 1950 年代以后随着跨声速飞行的广泛实现已 渐不多见。 当物体（通常是航空器）的速度接近音速时，将会逐渐追上自己发出的 声波。此时，由于机身对空气的压缩无法迅速传播，将逐渐在飞机的迎风面 及其附近区 域积累，最终形成空气中压强、温度、速度、密度等物理性质的 一个突变面－－激波（或称震波，Shock Wave）面。激波的形成是超音速飞 行的典型特征。激波面将增加空气对飞行器的阻力，这种因为音速造成提升 速度的障碍被俗称为音障。另外，在早期飞机的设 计中，由于对跨音速空气 动力学了解尚少，所以曾多次发生飞机试图超越音速时解体或者失控坠毁的 严重事故，有人把这一时期困扰飞机制造业的难题也称为“音 障”。事实上， 音障一词的名声大噪更多地来自于媒体的炒作及大众的误解，而非更加深刻 的物理实质。 飞行器进入超音速飞行形成的激波面，是声学能量的高度集中面，所以 又称音锥。音锥在听觉上是一声短暂而极其强烈（可能超越人耳的听觉）的 爆炸声，故 称为音爆或声爆（Sonic Boom）。强烈的音爆不仅会对地面建筑 物产生损害，也会给飞行器本身跨越冲击面的部分造成巨大的压力，所以各 国一般都禁止超音速飞机在住宅区上空突破音 速。 除此之外，跨音速飞行常常伴随的一个效应称为普朗特-格劳厄脱凝结云 （Prandtl-Glauert condensation clouds），表现为以飞机为中心轴、从机 翼前段开始向四周均匀扩散的圆锥状云团。这是由于激波面后方以气压降低 导致温度的降低，引起水气凝结导致的。 水气凝结变成微小的水珠后，肉眼 看来就像是云雾般的状态。这个低压带会随着离机身的距离增加而迅速消失。 值得一提的是，普朗特-格劳厄脱凝结云并非只能在 跨音速飞行中看到，与 激波也没有必然的联系，它仅仅表征了空气具有一定的可压缩性。在合适的 条件下，尚未接近音速的飞机也能在自己周围产生普朗特-格劳厄 脱凝结云。 音爆产生的原因 当我们路过超音速飞机的机场附近时，有可能会听到“嘣嘣”两声巨响，犹 如晴天霹雳，震耳欲聋。如果是你初次听到的话还会大吃一惊！以为是飞机 在空中放炮，或者出了什么问题。其实不然，这就是超音速飞行中的所谓“音 爆”（也称为“爆音”）。 那么，“音爆”究竟是怎么回事，为什么只有在超音速飞行时才会出现 呢？要想了解这一点，我们可以从一种常见的自然现象谈起： 在 平静的水面上，如果投一块石头，水面上立刻会出现一圈一圈的水波 向四周传播，波及整个水面，也就是我们常常说的“一石激起千层浪”。但 如果是在水面上运动 的物体在水中激起的水波就不是这样了，例如一艘快艇 在水中高速前进时，我们看到它激起的水波就不是一圈一圈地向外传，而是 从艇前开始，呈一楔形向外传播。 同时我们可以看到前缘密集，波浪很大， 而后面波浪就很小。这种波我们称为楔形水波。此波随同快船一道前进，波 及的范围始终在楔形之内。 同样地，对于空气来说，也有这种现象，如果给空气一个扰动，声音也 会象水一样通过波的形式向外传播，这就是声波。我们平时听见的声音就是 声波传入耳内刺激鼓膜产生的。当 飞机在空中作超音速飞行时，在机头或突 出部分，也会象水中前进的快艇一样出现一种楔形或锥形波，这就是激波。 当它们向外传播时便互相干扰和影响，然后汇集 成一道包罗机头的前激波和 一道尾随机尾的后激波。这种波虽然可以用上述的楔形水波来比拟，但有着 迥然不同的性质。激波的厚度很小，经过波后空气的压强、密 度、温度都突 然升高，速度立即下降。当这两道激波波及到