音障
速度接近音速时的声波屏障
条目
历史版本
现象形成
音障，又称为声障，是一种物理现象。如果飞行器以低于音速的速度飞行时，由它所引起的空气分子的振动，也就是声音以一个分子推动下一个分子的方式，以音速向四面八方形成层层波动传播。当飞机到来时，飞机前方的空气分子已处于运动状态，飞机就很容易从其中穿过。但如果飞机的飞行速度和声音的速度一样的话，那么位于飞机前方的空气分子都处于静止状态。飞机到来时，这些空气分子被迫移动，可这些分子前方的分子同样也是静止的，于是飞机前方的空气就被一层又一层地压缩到一起，形成一堵无形的墙，这使速度就再也提不上去。此处空气密度增大，压力也大，温度也增高，在航空术语中称其为激波。激波的形成是超音速飞行的典型特征。激波会增加空气对飞行器的阻力，使飞行器产生强烈的振荡，速度衰减。这种因为音速造成飞行障碍被俗称为音障。[1][2][4]
现象发现
音障是20世纪40年代出现的航空术语。第二次世界大战期间，战斗机的设计已经相当成熟，虽然还沿用直机翼，当时单台发动机的动力已超过一千马力（1马力=735.499瓦），飞机的平飞速度已达声速的一半；俯冲时，可以超过声速的0.7倍。但由于技术上的需要，还要把速度再提高，可是当飞机速度提高到800KM/小时的速度时，发现飞机有自发栽头和尾翼强烈抖振现象，难以驾驶，使整个飞机有破碎的危险。自发栽头是由于翼面附近出现相当 大的超声速区，翼面上吸力区（气压低于大气压的区域，也称负压区）大大地向后扩展，压力中心显著后移，从而产生很大的低头力矩造成的。翼面上的局部超声速区是以激波为后界的，而激波又引起翼面上的边界层分离；分离流很不稳定，打到尾翼处就会引起尾翼抖振。也就是当飞机速度超过接近音速，空气会产生一种“压缩效应”，这种效应会使机头前部的空气被压缩成密度很高的“空气墙”，是飞机难以逾越，这就是所谓的“音障”。随着飞机外形设计的不断改进（如改用展弦比较小和翼剖面更薄的后掠机翼），推力更大的喷气发动机的制成，音障也就成为一个历史名词。[3][5]