音爆及其危害

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  2006年9月12日下午3时许,在新西兰南部地区,从空中传来两声“嘣嘣”的闷响,打破了这个地方的平静。人们发现,他们的房屋开始颤抖,门窗上的玻璃在咯咯作响……一时间,数以千计的人被惊动,他们相互询问:到底发生了什么?
  不久以后,约翰山天文台台长艾伦到国家电视台解释说,一颗高速运动的小流星,于当天下午2时50多分,闯入距首都惠灵顿300千米远的克莱斯特彻奇市,在“极低的天空”穿行时产生了“音爆”,从而造成当地居民的惊慌失措。
  那么,这所谓的音爆,到底是怎么回事呢?
  音爆是一种空气剧烈振动的自然现象。它是指以音速或超音速运动的物体,在与周边空气剧烈摩擦过程中,所产生的强烈振动,以及同时产生的爆破式的巨大响声。在自然界,流星引发的音爆时有发生。
  值得一提的是,人类对音爆的认识,最早和飞机有关:人类为战胜音爆所做的各种努力,最早是出于战争需要,它与空战的历史紧密相连。我们知道,早期的飞机由螺旋桨推进,其最高时速约为700千米,虽说它比地上跑的汽车快得多,但与时速超过每小时1000多千米的声速相比,飞机仍然很慢,故从未产生“音爆”现象。
  第二次世界大战后期,速度更快的喷气式飞机问世。可是在喷气式飞机的试飞阶段,并非一帆风顺,而是事故连连。如1944年7月中旬,纳粹德国王牌飞行员泰菲尔德少校驾驶的ME-262战斗机在加速过程中突然坠毁,泰菲尔德当场死亡。调查显示,事故原因乃飞机速度接近声速时突然失控。1946年9月,英国著名的哈维兰公司首席试飞员小杰弗里,将D-H-108型飞机加速到声速时,机身在剧烈振动中解体,小杰弗里不幸遇难……极少数死里逃生的驾驶员报告说,当飞机达到或超过声速后,立刻险象环生:周围空气剧烈颤动,空气阻力大得像一堵“墙”,飞机操纵杆也开始不灵便,所以机毁人亡的事故频频发生。
  之所以发生这些事故,就是因为“音障”的存在。显然,飞机在超音速飞行中,音速是个“门槛”。所以,人们形象地称之为音障。飞机的速度逼近音速的时候,飞机周围空气的密度、压强、温度均发生突变,空气阻力猛然增大,这就形成了音障。一旦突破了音障,空气就会剧烈振动,从而引发音爆。后来,飞机设计师通过改变飞机外形设计,于1947年克服了音障,实现了超音速飞行,使得超音速飞机得以笑傲蓝天。
  我们现在知道,音爆是飞行物在克服音障的一刹那发生的,其声音与飞行物的高度、速度、大小、形状均有关。越是贴近地面飞行,音爆引起的“嘣嘣”闷响和大气震颤越强烈。在文章开头所说的新西兰音爆事件,起因于克莱斯特彻奇市上空的小流星,这颗小流星的体积仅在棒球到篮球之间,由于它是从离地面极低的天空穿过,所以才在地面上引起了严重的音爆现象。
  由于音爆会产生巨大的噪音,对人体有较大的损害,所以它就被一些人用于军事。2005 年9月底,以色列空军对巴勒斯坦人实施了“音爆轰炸”。以军的喷气式战斗机在数日内,对加沙地带进行了频繁的超低空高速飞行。音爆产生的巨大震动,使房屋倒塌、玻璃震碎,还导致某些人流鼻血、心脏病发作,甚至导致一些孕妇流产,从而在巴勒斯坦平民,特别是儿童心理上留下了永久的创伤。
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