为什么风驰电掣的超音速战斗机能爆出“音爆云”？

大家可能都知道超音速战斗机的速度是以马赫来衡量的，为了更直观的了解超音速飞机的速度，我们把马赫具体数字化，1马赫=340米左右，而现在的超音速战斗机普遍速度都在2~3马赫，也就是每秒钟800米以上，每小时1300公里的速度。现代战斗机超音速飞行是家常便饭，世界上速度最快的飞机——SR-71黑鸟，最快速度甚至可以达到3.35马赫。那么大家有没有想过，战斗机突破音速时会发生什么？空气的阻力会造成什么奇观？

如果有一点军事常识的军迷可能知道，当战斗机的速度接近音速时，将会逐渐追上自己发出的声波。此时，由于机身对空气的压缩无法迅速扩散，将逐渐在飞机的迎风面及其附近区域积累，最终形成空气中压强、温度、速度、密度等物理性质的一个突变面——激波面。激波的形成正是超音速飞行的典型特征，如果此时空气能力转化为动能，就会形成“音爆云”，就像给超音速战斗机穿上了“白纱裙”。

而这种“音爆云”形成的激波面将增加空气对飞行器的阻力，这种这种由音速造成的阻力会成为战斗机继续提速的障碍，因此被俗称为被俗称为音障。这种音障会使战斗机状态大减，如飞机阻力剧增，升力减小，螺旋桨效率下降，机体强烈振动，操纵失灵等，这也是世界各国研制超音速战斗机时，必须解决的技术难题，速度快到一定程度，会造成战斗机解体。

这种事故有先例。比如1945年6月，英国试飞DH-106“燕子”时，因飞机速度接近音速，造成机身破裂，机毁人亡。事故发生后，英国的一个科学家说：“音速像是面前的一堵障碍墙。”世界上第一架冲击音障的试验机是美国制造贝尔X-1，原编号XS-1，由NACA和美国陆军航空队***同研制。1947年10月14日，美国空军上校查克·叶格驾驶编号46-062试验机完成第一次超音速飞行，他给这架飞机起了个绰号叫“迷人葛兰妮号”（他妻子的名字），这也是飞行器第一次冲破音障成功的实验。

在当时军事科技相对落后的情况下，这架火箭飞机挂在一架改进后的B-29机腹下升空，在空中启动火箭发动机，然后滑翔到地面。XS-1的第50次飞行是X-1的第一次超音速飞行，最高速度1.06马赫。除此之外，跨音速飞行常常伴随的一个效应称为普朗特-格劳厄脱凝结云，其特征是一个以飞机为中心轴、从机翼前段开始向四周均匀扩散的圆锥状云团。这是由于机翼引起气流加速，空气内能转化为动能，导致温度的降低，进而引起水气凝结导致，这就是音爆云形成的“白纱裙”。

当超音速战斗机周围的水气凝结变成微小的水珠后，肉眼看来就像是云雾般的状态。这个高速区会随着离机身的距离增加而迅速消失。值得一提的是，普朗特-格劳厄脱凝结云（音爆云）并非只能在跨音速飞行中看到，与激波也没有必然的联系，它仅仅表征了空气具有一定的可压缩性。在合适的条件下，尚未接近音速的飞机也能在自己周围产生普朗特-格劳厄脱凝结云，因此相比较激波，音爆云对战斗机而言，还是相对安全的。