最近一段时间，全国各地陆续出现不明原因的神秘巨响，一时间引发各方关注。有人以为是地震，也有人认为是陨石坠落，甚至有人猜测是国家在地下做核爆实验，但都得到了相关权威部门的否认。其实，这种不明原因的巨响可能是超音速飞机飞行产生的音爆。

音爆——神秘巨响引发猜测

像楼房倒塌，又如雷鸣般巨响，全国各地，尤其是华东、华北地区相继出现巨大爆炸声，个别地区甚至有玻璃被震碎、墙体被震裂，足见这种爆炸声的威力之大。对此，专业人士判断，产生这种不明原因的巨响一般有四种情况：地震、爆炸、陨石坠落、超音速战斗机飞行产生的音爆。最终多方查验表明，这一系列神秘巨响可能是超音速飞机产生的音爆。

音爆也叫声爆，是在飞机超音速飞行过程中，飞行器前后气压差发生变化而产生的巨大爆炸声。

音爆听起来是什么样？有人觉得，“那种感觉就像是两面大鼓在你耳边不停地敲响。在没有风的时候，声音简直震耳欲聋；而有风的时候，声音好像是被蒙起来了一样，含糊不清”。

为什么会产生音爆？飞机在超音速飞行时，挤压并排开前方的空气，飞行器头部的空气形成冲击波，被排开的空气在机体尾部重新聚合也形成冲击波。首尾冲击波随着飞机以相同的速度前进，形成一个圆锥形向外辐射，传到地面形成爆炸声，也就是人们听到的巨响。超音速飞行的飞机在超越音速的一瞬间需要突破一道阻力急剧加强的屏障，这就是音障，音爆就是在这个时候产生的。

按理说，飞机的飞行速度要想超过音速并非难事，但实际上这并不简单。由于空气压力等参数发生巨变，飞机很容易在超音速飞行的瞬间出现失控甚至是自然解体。所以，飞机要突破这层屏障，必须要有更强大的动力支持，并且飞机的造型结构、材料以及平衡系统都需要做出很大的改进。

超音速——人类对速度最原始的渴望

那么，超音速飞机究竟是什么样的？音速是声音在空气中的传播速度，高度不同，音速也不同。在航空中，飞机飞行的速度通常用超高速单位马赫（M）来表示，即飞行速度与当前音速的比值，M=1即为音速的1倍，M=2即为音速的2倍。当飞机的飞行速度超过1时则为超音速，超过5则为高超音速。

1947年10月14日，贝尔X-1作为军机试验机，在万米高空飞出了1.06马赫的高速，填补了人类超音速飞行历史的空白，也引发了大地上的第一声巨响——音爆。1960年，我国第一代超音速战斗机——歼-6开始批量生产。如今，我国第五代战斗机歼-20巡航速度已经高达2.55马赫。因此提到超音速飞机，人们首先会想到强悍硬朗、驰骋战场的战斗机，但实际上超音速客机也曾是“空中骄子”，是全球航空爱好者们心中的炫酷传奇。

20世纪70年代由英法两国联合研制的中程超音速协和客机，是人类首架超音速客机。它摒弃了普通客机的后掠翼，采用三角翼，细长的机身旨在将飞行的阻力降到最低，油箱系统采用纵向设计更适合高速飞行，同时头部下垂，避免细长的机头在起降时影响飞行员的视线。协和客机奇特的外形设计使其在空中犹如鲲鹏展翅。此外，协和客机共配备了四台涡轮喷气发动机，极大限度地提升了飞行性能，最大飞行速度可达2.04马赫。

然而，“空中骄子”似乎注定命运多舛，其产生的音爆引起了公众的愤怒。2000年7月25日，法航一架协和客机发生空难，机上114名乘客和机组人员全部遇难，这使人们对协和客机的畏惧大大增加。最终，在造价成本过高、载客量受限、高噪音以及信任危机等问题面前，协和客机不得不选择退出民航事业的舞台。协和客机的运营时间虽然不长，但它引领了高超音速时代的方向，人们对速度的渴望并未因此而熄灭。

高超音速———突飞猛进的科技竞技时代

时至今日，超音速已不是人类追寻的速度极限，高超音速才是未来的大势所趋。5马赫以上的高超音速，相当于家用轿车最大速度的30倍，高铁速度的12倍，民航飞机速度的6倍，现役超音速战斗机最大速度的2倍。

2022年7月4日，由西北工业大学航天学院空天组合动力创新团队牵头研制的“飞天一号”火箭发射成功。这一火箭使用的是一款航天版超燃冲压发动机，实现了亚燃、超燃的循环发动，意味着我国高超音速技术获得进一步突破。然而，要真正实现高超音速飞行，人类尚面临许多问题。比如，随着速度的提高，机身表面的温度也可能达到1200℃以上，这样的高温对热防护、热结构、热密封、热管理都是巨大的技术挑战。此外，还要解决音爆带来的噪音污染问题。

目前，高超音速飞机已处于技术验证阶段，并已取得了一系列成果，未来，我们拭目以待。

【E学课堂】

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