什么是音爆，为什么飞机超过音速时会有音爆？
要回答这个问题，我们要先了解声音的传播方式，以及“音速”这个概念。众所周知，声音想要传播就需要介质，这个介质可以是固体、液体或者是气体，当声音在大气中传播时，它的传播介质就是空气，传播方式就是依靠对空气的压缩和复原，比如下图所示，就是物体在运动过程中对其前面的空气进行挤压，以及被挤压后空气复原的原理示意简图。那么，什么又是音速呢？简单来讲，音速其实就是指：在一个单位时间周期内，空气被挤压后再复原的速度。知道了这一点，我们就可以来解释：为什么当处于不同海拔高度时，音速在数值上也会不一样？这是因为不同高度的空气，其密度是不一样的，而不同密度的空气被压缩后再复原的速度也不一样，所以，在不同的海拔高度上，音速的数值定义就会不同。
▲空气被挤压、复原过程原理图
然后，一个处于运动状态的物体，对它前面的空气的挤压也是连续的，同时被挤压的空气又会立刻复原，也就是说，这个运动物体前端的空气其实是处于：被挤压—复原—再被挤压—再复原……这样一个周期性的运动状态，而在这个过程中，空气的密度同样也是处于一种周期性变化的状态中，即：密度增大（挤压）—复原—增大（挤压）—复原……，因此，空气密度这种周期性的变化，就会产生我们平时所说的“音波”或者“声波”，怎么来理解这个过程呢？举个例子，当我们往水中扔一个小石头的时候，就会以石头落点为中心产生一个向四周扩散的“水波”，假如我们连续往同一个位置扔石头，那么这个产生的水波波纹就是连续不断的。而空气中的声波的产生其实也差不多，比如下图所示，就是声波的产生原理模拟图，图中颜色深浅的变化表示的就是空气密度的变化，颜色变深，表示此时空气受到挤压，密度增大。
▲声波的产生和传递模拟图
前面已经提到了，单位时间内空气被压缩再复原的速度，就是声音的传播速度，而物体在运动过程中对空气的挤压又是连续的。所以，如果这个物体，就比如题目中说到的飞机，它的飞行速度是小于音速的话（亚音速，低于一马赫），那么其在飞行过程中产生的音波就会一直都在飞机的前方，因为音波的速度更快，并且这些音波并不会叠加。比如下图所示，图中飞机周围那些圆圈表示的就是音波：
▲小于1马赫（亚音速）飞行
接着，当飞机的飞行速度从亚音速慢慢增大，达到1马赫（即等于音速）的这个过程中，它的飞行速度和空气压缩复原的速度也是越来越接近的，前方的音波的间距也会慢慢变小，而当飞行速度达到1马赫时，此时飞机的速度和音波的速度（空气挤压复原的速度）是一样的，也就意味着音波不能再跑在飞机的前面了，而是和飞机一样。简单来说就是飞机追上了被挤压的空气，使得被挤压的空气一直在被叠加累积，比如下图所示，而这些被叠加在一起的空气，其密度就会越来越大，我们可以把它理解成是一堵密度很大的“空气墙”，而这堵“空气墙”，其实就是我们平时所说的“音障”，飞机想要超音速飞行，就必须突破先这堵“空气墙”，可是想要撞破这堵“空气墙”就没那么容易，它需要发动机提供更大的推力，而一些性能不好的发动机，就需要开加力才能提供这个推力。
▲等于1马赫（1倍音速）飞行
最后，当飞机撞破那堵“空气墙”，突破音障，进入到超音速飞行时，就会产生题目中说到的“音爆”了。因为当飞机的速度刚好是1倍音速，还没有超音速时，此时飞机正前方的声波能量是一直在累加的，就是上图中飞机正前方“圆圈”（声波）重叠处，而当飞机突破音障达到超音速时，这累积叠加在一起的声波能量就会被瞬间释放出来，产生巨大的爆鸣声，也就是我们平时说的“音爆”。因此，我们说的“音爆”，其实就是运动的物体在“跨音速”的瞬间产生的。那么当物体超音速时有没有“音爆”呢？当然有，当物体超音速飞行时，声波就被远远的甩在了物体的后面，比如下图所示，图中就是一架飞行速度为2.92马赫的飞机，它产生的音波叠加面在它的后面，只有当这个音波叠加面传到人的耳朵时，人才会听到明显更大的“音爆”的声音。
▲超音速飞行
因此，说到这里，有关“音爆”的知识基本上就介绍完了，其实简单概括的话，所谓的“音爆”，其实就是声波能量的叠加，声波的叠加面传播到人的耳朵时，就会听到比一般的声音更大的爆鸣声，这个就是“音爆”。但是，我们平时所说的音爆，其实都是物体从亚音速进入到超音速的瞬间产生的，但是要注意，“音爆”我们是看不见的，因为那就是声音，我们平时看到的飞机突破音障时产生的那个云雾状的东西叫做“音爆云”，音爆云并不是在跨音速时就一定会产生的，而是会受到环境因素的影响，比如湿度、温度等。最后再提一点，一些飞机在还没跨音速时（0.6~0.9马赫），就会产生音爆了，原因在于飞机的整体速度还是亚音速，但是某些结构部位却已经从亚音速进入到超音速了，这个音爆就是这些部位跨音速时产生的，一个非常简单的例子就是“甩鞭子”，甩鞭子时，鞭子的尾端会产生“爆鸣声”就是这个道理。
音爆是什么原因产生的？
音爆是飞升速度过快产生的。当飞行速度超过声速时飞机比声波更快，飞机对空气的压缩无法迅速传播，逐渐在飞机的前面压缩积累犹如一道墙，当突破这道墙时能量高度集中，这些能量传到耳朵里时就会让人感觉到短暂而强烈的爆炸声，这就是音爆。
音爆的实际强度和污染范围还与飞机飞行高度、速度、重量和气象条件等有关。由于轰声的压力波是突然到达地面的，所以人们听到的是骤然的巨响。
音爆在超声速飞机的航线下会形成一个地面轰声污染区，其宽度约80公里～160公里，长度从启程机场的航向后方160公里起，至降落机场的航向前方的160公里止，在这一大片范围内可产生130分贝左右的噪声。
飞机一过楼外一直响是什么声音？
音速是介质中微弱压强扰动的传播速度，其大小因媒质的性质和状态而异。空气中的音速在1个标准大气压和15℃的条件下约为340m/秒。而当物体接近音速时，会产生很大的阻力，这种阻力能使物体速度衰减，并产生强烈的震荡，这一现象被称为音障。
物体在突破音障时，由于对空气的压缩无法迅速传播，会逐渐形成激波面，激波面上高度集中的声学能量引起的巨大响声，传到人们的耳朵里，会让人感受到短暂而极其强烈的爆炸声，称为音爆。
飞机的音爆是什么意思呢？
飞机音爆是指飞机在飞行的过程中超过音速的临界点产生的爆炸声音，这是一种在突破音障的过程中发生的一种奇特现象，其中比较著名的音爆事件是在莫哈维沙漠上神秘巨响，后被证实为音爆产生。
飞机音爆产生是因为：飞机在飞行的过程中会使空气在飞机后方产生锥形波，使得经过波后，周围的压强、温度和密度都会迅速升高，而这种波动在接触到物体时会产生强裂的震感。
飞机音爆禁止的原因：飞机音爆产生后不仅对地面上的人或者动物产生震耳欲聋的声音，严重的影响的人们的正常生活，而且这种音爆力量会震碎建筑上的玻璃以及部分并不坚固的物体，因此受到了各国的禁止。
音爆的主要危害？
因为机体对空气的压缩无法迅速传播，逐渐在飞机的迎风面和它附近区域积累，最终形成空气中激波面，激波面将显著增加飞机的阻力，从而形成音障。战斗机在低空飞行的时候产生的音爆不仅影响到地面人和动物的正常工作休息，还有可能导致地面房屋玻璃被震碎，甚至还会让一些不稳定的建筑倒塌，造成比较严重的后果。
气动力中心后移，飞行阻尼减小，这要求航空器的机翼后掠，面积减小，机体做成尖顶的细长形，加大控制面（特别是垂尾）面积。由于操纵性能变坏，抗干扰及恢复能力变差，因而在超音速飞行时要求驾驶员动作要协调、柔和。
超音速飞行会造成音爆，产生强力噪声，一般禁止在居民区上空进行超音速飞行。人类在喷气发动机出现后于1947年终于实现了以超音速飞行的梦想，其间经过了40多年。
当飞行速度很大（马赫数超过2.5）时，由于气体分子的摩擦，造成气动加热，使机体表面温度升高，现在通用的铝合金材料不能承受，马赫数超过2.5的航空器要使用钛合金或其他耐热合金结构材料。
扩展资料
超音速飞机采用的是超音速燃烧冲压发动机，它类属于冲压发动机。冲压发动机的原理由法国人雷恩?洛兰于1913年提出，1939年首次被德国用于V－1飞弹上。冲压发动机由进气道、燃烧室、推进喷管三部分组成，它比涡轮喷气发动机简单得多。冲压是利用迎面气流进入发动机后减速、提高静压的过程。该过程不需要高速旋转的、复杂的压气机。
高速气流经扩张减速，气压和温度升高后，进入燃烧室与燃油混合燃烧，温度为2000—2200℃，甚至更高，经膨胀加速，由喷口高速排出，产生推力。
冲压喷气发动机目前分为亚音速、超音速、超音速燃烧（或高超音速）三类。亚音速冲压发动机以航空煤油为燃料，采用扩散形进气道和收敛形喷管，飞行时增压比不超过1.89。速度在小于0.5马赫时一般无法工作。超音速冲压发动机采用超音速进气道，燃烧室入口为亚音速气流，采用收敛形或收敛扩散形喷管。用航空煤油或烃类作为燃料。
推进速度为2至5马赫，可用于超音速靶机和地对空导弹。超音速燃烧（高超音速）发动机是一种使用碳氢燃料或液氢燃料新颖的发动机，空气在发动机内的流速始终保持为超音速，飞行速度高达5至16马赫。
超音速燃烧发动机同涡扇喷气发动机存在不同。其实，它也有别于火箭发动机。虽然，多级火箭的速度极高，可达20多马赫，但是它携带着全部的燃料，因而在相同体积的情况下，其有效负载低于安装有超音速燃烧冲压发动机的飞行器。