轟聲是指飛行體在超聲速飛行時產生的衝擊波傳到地面形成的爆炸聲。飛行體在飛行時，擠壓並排開前方的空氣。當飛行速度超過聲速時，飛行體頭部在空氣中形成衝擊波（船首波），同時在尾部由於被排開的空氣重新匯合也形成衝擊波（船尾波）。船首波和船尾波一起隨飛行體以相同速度前進。衝擊波傳到地面形成轟聲時，地面的空氣壓力擾動的波形呈N字形，稱為N形波。它是一個快速壓縮，後繼一個緩慢膨脹，然後緊接著另一個快速壓縮的連續過程。快速壓縮時超壓(△P)約為48～480帕(Pa)。
基本介紹
- 中文名：轟聲
- 外文名：Boom sound
- 膨脹時間：0.05～0.30秒
- 基頻：為 1～10赫
- 範圍：次聲頻範圍
- 學科：環境科學
簡介,轟聲的危害,相關研究,防治轟聲危害的措施,
簡介
飛行體在飛行時，擠壓並排開前方的空氣。當飛行速度超過聲速時，飛行體頭部在空氣中形成衝擊波（船首波），同時在尾部由於被排開的空氣重新匯合也形成衝擊波（船尾波）。船首波和船尾波一起隨飛行體以相同速度前進。衝擊波傳到地面形成轟聲時，地面的空氣壓力擾動的波形呈N字形，稱為N形波。它是一個快速壓縮，後繼一個緩慢膨脹，然後緊接著另一個快速壓縮的連續過程。快速壓縮時超壓(△P)約為48～480帕(Pa)。兩個快速壓縮之間的膨脹時間(△T)約為 0.05～0.30秒。轟聲的基頻決定於飛機的尺寸，約為 1～10赫，其頻譜中有豐富的諧頻。諧波的包絡以每倍頻程 6分貝的斜率下降。轟聲的大部分能量集中於次聲頻範圍。在超聲速飛機的航線下形成一個地面轟聲污染區，其寬度約80～160公里，其長度為啟程機場的航向後方160公里起，至降落機場的航向前方的 160公里止。
轟聲的實際強度和污染區的寬度決定於飛機的飛行高度、馬赫數以及飛機的幾何尺寸。當飛機在跨聲速範圍內加速時，通常在地面產生的超壓最大，並且在飛機航線下的超壓比兩側要大。大氣折射和大氣本身的擾動也會影響轟聲。地形對轟聲也有影響，不同的地形有時會引起轟聲的會聚，有時則引起轟聲的發散。
轟聲的危害
由於轟聲的壓力波是突然到達地面的，所以它與一般的噪聲不同，人們聽到的是驟然的巨響。在N形波的波長大於60米時，人們可以聽到兩聲巨響（船首波和船尾波），如果波長小於60米，則只能聽到一個響聲。轟聲的突然性，會使人們受驚，並影響睡眠、交談、休息和工作，干擾人們的正常生活。
相關研究
關於轟聲對人們生理上和心理上的影響還研究得不夠。實驗表明，可容忍的轟聲超壓約為50～100帕。如每天受一次超壓為90.8帕的轟聲作用，與飛機飛過一次時的感覺噪聲級110PNdB等值，也與30NNI（噪聲次數指數）等值。據此可以計算出每天16次轟聲的煩擾程度為48NNI，這是人所難以忍受的。轟聲還能震碎附近的門窗玻璃，甚至引起建築物的損壞。
防治轟聲危害的措施
防治轟聲危害的措施是：改進飛機空氣動力性能，規定轟聲的容許超壓，限制超聲速飛機的飛行，增加飛機飛行高度，控制飛機的起飛和著陸操作程式，選擇適當航線使轟聲遠離居民區等。
