为什么飞机要在城市上空音爆

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飞机在城市上空音爆是因为：飞机的速度超过声速，导致声音在空气中的能量被压缩积累、传入耳朵的能量过大所导致的。

音爆即轰声，是指飞行体在超声速飞行时产生的冲击波传到地面形成的爆炸声。飞行体在飞行时，挤压并排开前方的空气。当飞行速度超过声速时，飞行体头部在空气中形成冲击波（船首波），同时在尾部由于被排开的空气重新汇合也形成冲击波（船尾波）。

船首波和船尾波一起随飞行体以相同速度前进。冲击波传到地面形成轰声时，地面的空气压力扰动的波形呈N字形，称为N形波。它是一个快速压缩，后继一个缓慢膨胀，然后紧接着另一个快速压缩的连续过程。快速压缩时超压（△P）约为48至480帕（Pa）。

防治音爆危害的措施

1、改变飞行路线和高度

在飞行过程中，飞行员可以根据天气预报和实时天气情况，选择合适的飞行高度和路线，避开恶劣天气和空气湍流，从而减少音爆的产生。

2、优化飞行速度

音爆的产生与飞行速度密切相关。在保证安全的前提下，飞行员可以选择较慢的飞行速度，以降低音爆强度。

3、采用隔音材料

在建筑物的设计和施工过程中，采用隔音材料和隔音技术，可以有效地减少音爆对居民的影响。例如，在窗户和墙壁上使用隔音材料，可以降低室内噪音。

4、合理规划城市布局

在城市规划中，合理安排建筑物和交通道路的布局，可以减少音爆对居民的影响。例如，将居民区与机场、铁路等噪音较大的区域分隔开来，可以减少噪音对居民生活的影响。

以上内容参考百度百科-轰声

音爆是在空气中运动的物体速度突破音障时产生冲击波所引起的巨大响声。通常音爆是由超音速战斗机或其他超音速飞行器，如协和飞机，跨音速飞行时造成的，而另外枪械射击时所产生的爆音亦同样是一种音爆。飞机在以较低速度飞行时产生的声音是向各个方向传播的。由于飞机的运动，飞机头部发出的声波受到挤压，而飞机尾部发出的声波则被扩散。当飞机以音速飞行时，飞行的速度比它发出的声波的速度更快。观察快速行驶的汽艇可以发现，汽艇的速度比它形成的水波快，以致于水波不是在汽艇的周围以圆圈形式传播，而是排成三角形，三角形的顶尖正好与汽艇的头部相重合。对于音速飞行的飞机，由于声波是向各个方向传播的，形成的就不是三角形，而是圆锥形，锥体的顶尖位于机身上。在这个锥体中，飞机的声波被压缩成单个脉冲，这个锥体被飞机?拖着?，并向四周扩散，直至飞机过去后，声音才到达我们的耳朵，于是我们突然感到一个冲力，这就是音爆现象。当飞机以超越音速飞行时，声波则只是在飞机尾部之后形成，并且不再产生音爆为了消除音爆的影响，超音速飞机可以在到达海面上空之后才加速突破音障，而在内陆上空保持亚音速飞行，避免噪音对公众造成滋扰，这也是协和飞机一贯的做法。但相比亚音速客机，超音速飞机由于拥有升阻比较低的机翼、为超音速巡航而优化的发动机，除非使用一些特别的技术(如可变后掠翼)，否则亚音速飞行时的效率仍然相对差得多，并消耗更多的燃油，导致经济性奇差。

1970年代初在研究激波特性的时候，美国国家航空航天局和康乃尔大学的研究发现，可以对机身进行精细的调整，利用机身各部位产生的激波在相位上的差异，诱使它们互相抵消，使传递到地面的N形波的强度减小，减低音爆的影响。但由于当时技术上的限制，难以进行实验。2001年，美国国家航空航天局和诺斯洛普?格鲁门公司、国防预先研究计划局(DARPA)合作，启动?定形声爆验证?(Shaped Sonic Boom Demonstration)计划。2003年，一架机身经过改造的F-5E战斗机进行试验并获得成功，其降低声爆理论已被验证。美国国家航空航天局希望这项技术能在未来运用至商用和军用超音速飞机。

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