子弹出膛时会有音爆现象吗?
兔哥回答;音速的定义是1马赫以上,也就是相当于1224公里/小时,约340米/秒。按照这个速度子弹基本都能达到超音速以上,步枪、冲锋枪、机枪更是两倍音速。再来说说音障、音爆:音障是物理现象,既然是音障就和物体发出的声音有关系。当物体在接近音障时就追上了物体本身的声音,这种声音被层层叠压在物体的前面形成一个音障墙,而且空气阻力也加大,这个就是激波,当物体的速度继续加大穿破这层音障墙就叫突破音障,突破音障时锥形激波会产生声音,在一个距离上我们听到的就是音爆,物体突破音障后空气中的水颗粒会被压缩气化在突破音障后出现音爆云,但这个音爆云的出现和空气湿度,高度有关系。
上面是按理论的解释,有点乱,但要解释子弹是否会产生音爆就必须说明白,兔哥用白话说说,有音障才能有音爆,有音爆不一定有音爆云,明白了吗?要想有音爆的产生必须是接近超音速时,而且必须是从亚音速开始(这个很重要,如果一开始就是超音速就不会产生音障,一定要从慢到快,要有一个这样的过程,这是产生音障的条件),突破音障说白了就是自己去追自己的声音,要追上就必须是加速度,减速度是不行的,在加速度时你的声音也会加速度运动,始终在你前面,随着你的速度越来越快,声音受到空气的阻力在你前面层层叠加,越来越厚,你被它挡住了,要突破它就必须使劲加速,把这堵音障墙顶成一个锥形,这个锥形就是传说中的激波,这时你由于用力大浑身颤抖,如果身体不结实就会散架,例如,飞机会折断翅膀,机体解体。
这时你继续加速,把音障墙顶出一个洞洞,你的速度超过了音障的速度,就叫超音速,由于音障是你的声音被层层叠加的,音障墙被你顶破时会产生声音震荡,就像是爆炸了,在一定的距离上听到的就是音爆声。从上面我们可以看出来,要产生音爆就必须满足两个条件,一个是从亚音速开始到超音速,这样才能把声音层层叠加,只有层层叠加的声音才能有音障墙,如果一开始就是超音速就不会产生音爆。例如,战斗机超音速飞行时发射一枚导弹,这时导弹的速度和战斗机是一样的,虽然导弹是作超音速飞行,但它是在超音速状态下在做超音速飞行,不会出现声音叠加,就不会有音障。
看到这是不是对子弹产生音爆有点明白了,下面说第二个条件。第二就是必须要加速运动,这也是产生音爆的条件,我们还以战斗机发射导弹为例,导弹在脱离战斗机的瞬间,速度和战斗机的速度是一样的,都是超音速,当导弹的速度从本来的超音速逐渐变慢时就不会再有音爆了,音爆只出现在从亚音速到超音速的阶段,从超音速到亚音速不会有音爆产生。回头我们在说说子弹会不会产生音爆现象。
子弹是由火药气体压力从枪管内射出,速度可达到超音速,这个超音速在枪管里就已经形成了,火药气体推动弹头沿膛线加速旋转前进直到推出枪口。但子弹在枪管内会不会有音爆呢?没有,因为音爆必须是声音在弹头前面层层叠加,而枪管的膛线有缝隙,部分火药气体会从开始就做超音速运动,从缝隙中提前冲出枪口,把声音的叠加冲破了,所以弹头是晚于这些火药气体出膛的,这是第一点。
第二点,子弹在出膛后的速度已经是超音速了,超音速也就意味着已经突破了音障,既然突破了音障也就不会在有音爆的产生。那怕子弹是作加速运动也不会有第二次的突破音障现象出现。就像导弹从飞机上发射,导弹是在超音速基础上开始加速,生音波始终处于导弹后面,这样就不会在有声音的叠加,那怕导弹达到10倍的音速也不会在有音爆的出现,子弹亦是如此。所以子弹是不会出现音爆的。
第三点,有的子弹出枪口后是亚音速的,会不会出现音爆,不会。前文兔哥讲了音爆产生的第二个条件就是必须是加速运动,而且必须是从亚音速到超音速这段时间做加速运动才能产生音爆。而子弹有两种速度情况,这两种情况都不支持它产生音爆;一是超音速的本身就是从超音速开始的,这个过程是在枪管里,而枪管里的声音被泄露的超音速气体已经突破。二是亚音速的,出枪口就是亚音速,并从枪口开始做减速运动,所以不符合音爆产生的条件。所以子弹是不会有音爆出现的。
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