飛機出現音爆雲，就已經進入音速了嗎？

當飛機加速時，機身附近常常會出現錐狀雲霧，很多人認為這是飛機進入聲速的証明，人們將它稱為“音爆雲”。那麼，事實真是如此嗎？音爆又是什麼呢？

在了解音爆雲之前，我們需要先了解音障這個概念。在二戰時期，受科技水平的限制，飛行器嘗試跨越聲速飛行遇到困難被稱為“音障”。到了現代社會，音障擁有了新的定義——物體運行速度接近聲速時產生了強大阻力，這種阻力會讓飛機速度衰減並產生強烈的震蕩。音障問題曾經困擾了各國飛行專家很多年，也為飛行帶來了不少麻煩。

研究發現，當飛行速度超過聲速的十分之九時，局部氣流的速度已經達到了聲速，並產生了局部激波，這不僅使氣動阻力急劇增加，還會造成飛機劇烈抖動、操作困難，甚至墜毀。不過，隨著技術的發展，人們對機型設計不斷改進（比如設計出后掠機翼減小局部氣流速度、延緩局部激波出現以減少阻力），發動機也在不斷更新，音障問題已經成為了一個歷史名詞。在20世紀50年代，各國曾掀起一陣制造超聲速飛機的狂潮，不過，后來實踐發現高空高速並不實用，這種狂熱才得以平息。

那麼，廣受軍事攝影愛好者喜愛的音爆雲到底是什麼呢？用定義解釋，音爆雲是飛行器飛行時出現的一種自然現象。在不同的溫度和大氣壓強下，空氣中的聲速是不同的。在1個大氣壓和15攝氏度的條件下，數值為1224千米/時，相當於340米/秒。隨著飛行高度的增加，大氣壓逐漸減小，空氣溫度降低，造成高度越高聲速就越慢。譬如在1萬米的高空，聲速大約隻有300米/秒（1080千米/時）左右。當飛行器的速度達到聲速上下時，就會壓縮周圍的空氣，出現激波或局部激波，從而使空氣中的水汽凝結成雲，學名為普朗特-格勞厄凝結雲（Prandtl-Glauert condensation clouds）。

所以，確切來說，音爆雲應該叫凝結雲才比較正確。凝結雲分為三種：低亞聲速不規則凝結雲、高亞聲速錐形凝結雲、超聲速錐形凝結雲。隻有超聲速錐形凝結雲才是飛機突破音障后產生的現象。所以凝結雲可以理解為飛機近聲速飛行時，在一定天氣條件下所形成的視覺體現。很多人都認為隻要突破聲速就會出現音爆雲，這種理解也是不正確的。音爆雲隻在特定條件下（出現激波或局部激波，並且大氣水汽含量足夠高和飛機附近的局部溫度分布足夠低）才會出現，所以在出現局部激波時產生凝結雲時，飛行速度並沒有達到或超過聲速。

實際上，低空飛行速度雖然沒達到或超過聲速，但是，隻要飛行速度足夠大，在飛機機翼等地方就會出現局部超聲速氣流，這時也會出現局部激波，從而產生局部凝結雲。在海平面上的飛行表演就會出現低空局部凝結雲，這時飛機的飛行速度並沒有超過聲速。

在航空領域，經常用相當於聲速的倍數來描述飛行速度，並稱之為“馬赫數”。大多數飛機在介紹性能是都會分別說明不同飛行高度時的最大馬赫數，如果兩種飛機一種的高空，最大馬赫數是2，另一種低空的最大馬赫數也是2，那麼這兩種飛機的實際飛行速度肯定是不同的。

本文由空軍指揮學院教授徐邦年進行科學性把關 。