文：Lokyshin Zhao
人民网成都11月27日电 11月26日下午，不少成都市民反映听到巨大响声，引发网络热议。成飞公司确认，26日中午，成飞公司的飞机在成都市西北方向上空进行正常飞行时，突破音障发出音爆。据专家分析，巨响可能与音爆有关。（《成都商报》11月27日报道）[1]
2015年11月26日下午，很多成都城西的博友都听到了巨响，也就是上文提到的“音爆”。那么什么是“音爆”；为什么市区城西很多人都听到，城东没有朋友反映听到呢？
什么是声音？
常见的声音，本质上是空气分子的振动[2]。恒定温度下，空气分子趋近于达到平均分布的平衡状态。而声源的振动，引起空气分子的运动，打破了这种平均，空气分子也就出现了致密与稀疏的分布，这在物理学上叫做“疏部”和“密部”。当振动传递到人耳，我们也就听到了声音。
音爆是什么？
我们都知道，飞机在飞行时会产生声音。需要留意的是，我们听的声音并不是机身摩擦空气产生的，而是其压迫空气产生的声音。当飞行速度足够快时，压迫空气的声音大到类似于爆炸的响度，因此被称为“音爆”。
音爆有几个声响？
飞机在飞行过程中，头部和尾部引起的空气振动是不同的。头部挤压前方空气，让头侧的空气气压升高；而尾部拉伸后方空气，让尾侧的气压降低。因此在理论上，飞机头部和尾部应该各产生一个声音。常温下，声音在空气中的传播速度大约是330米/秒，一架战斗机的长度大约在20米，因此头尾声音传递最长相差20/330=0.06秒。当两个声音传入耳朵的间隔大于35毫秒，也就是0.035秒时，我们就能分辨出这两个声音[3]。所以呢，理论上来说，如果发生音爆，应该有两次声音，并且都应该被分辨出来。
飞机头尾部空气振动
实际上，由于飞行是持续的，飞机头尾对空气的影响也是持续的。所以通常情况下，飞机掠过我们头顶的时候，我们会听到“咻”的持续的声音，并不是只有两个声音。
当飞行速度再快一些时，飞机对空气的影响增大。当速度足够快的时候（实际上是声速的0.9倍）[4]，飞机前方的空气被压迫成液态，也就是我们看到的水雾，被称为“音爆云”。空气的密度增大，阻力也增大（其实还有产生的激波共同作用），因此飞机头部突破这一高密度区产生的声音明显大于之前产生的声音，就是第一个“音爆”；而飞机尾部同样由于拉伸形成的低压区，在飞机头部突破空气高密度区后，尾部也会产生一个明显较大响度的声音，也就是第二个“音爆”[5]。
![音爆云 图片引自维基百科[6]](https://img.haomeiwen.com/i1377024/63e1bf8afa33e3de.jpg?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)
同样的，在突破飞机速度持续并超越这一速度后，这两次声音都增大到较为稳定的水平，听起来就是提高了响度的“咻”的持续声音了。
音爆有没有方向性？
飞机头尾的声波都可以向各个方向传播，但头侧的声音还没来得及传递多远，飞机尾部就已经到达刚刚飞机头部的位置重新引起了空气的振动，因而飞机头部向前方传递的空气振动就被破坏掉了。这就像湖面上快速行进的汽艇，虽然水波也可以向各个方向传递，但由于头部的水波还没来得及向汽艇行进方向传递多远，就被汽艇尾部赶到，因此最终看到的叠加波只是一个扇形。飞机也是一样，产生声波的最终传递路径就是沿着行进方向向后的一个圆锥体。
音爆传递方向
所以，从理论上来说，如果在飞机飞行头部的方向上，应该是听不到巨大的“音爆”的。那么我们从微博上看到众多城西的网友反馈都听到了巨大的爆炸声，反而城东的朋友没有反馈，再结合成都西侧的众多机场，就不难推断这巨大的响声就应该是自西向东飞行的飞机所产生的了。
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