想像你正享受一個寧靜的戶外之日，或許是在前廊上喝著檸檬汁，突然 砰！一陣驚人的雷鳴聲在空氣中迴盪。不是爆炸或雷擊聲，而是一種更令人敬畏的現象：音爆。
那麼，究竟什麼是音爆呢？這個聽覺奇觀背後有一整套科學，包括飛行器以超音速飛行，突破音障，並在周圍的空氣壓力波中形成漣漪效應。
基本科學：聲波如何產生音爆
聲波
想像將一顆小石子丟進池塘；漣漪會形成同心圓，向外擴散。聲波的功能類似，從其來源向外擴散。當飛機以亞音速飛行時，聲波可以輕鬆地向前擴散，一切都很平靜。
突破音障
現在，想像一艘快艇以高速越過池塘，超越那些水波，形成單個更大的波——艘流。同樣，當飛機達到超音速時，它超越了音速，這時飛機「突破」了音障。音速約為每小時700英裡（1,127公裡），在海平面上的空氣中。
音爆的誕生
當飛機保持超音速時，所有本應在它前面散開的聲波聚集在一起，形成衝擊波。當這些壓力波融合時，形成一個單一的衝擊波。音爆誕生了，像一張聲學地毯一樣穿過音爆軌跡，在下面的音爆影響區域展現存在感。
影響音爆的因素
高度和飛行路徑
音爆軌跡取決於飛機的高度和飛行路徑。飛機飛行高度越高，音爆覆蓋的水平距離越大，這也被稱為音爆的側向擴展。
空氣溫度和壓力
隨著高度增加，空氣溫度下降，這會影響衝擊波的形成。溫度梯度幫助彎曲音爆的路徑，使其在更大距離上減弱。此外，不同海拔的氣壓也會影響音爆地毯的形狀。
飛機規格
飛機的長度和速度相對於音速可以改變音爆的特性。大多數戰鬥機大小的飛機會產生雙重爆炸聲，而較大的飛機則可能產生更複雜的爆炸聲形。
真實飛行條件
在更加現實的飛行條件下，飛行航跡、海平面和空氣溫度等因素可以影響側向爆炸聲擴散及其影響區域。
音爆常見問題
「音爆」這個術語是什麼意思？
音爆是指當物體（通常是當今的超音速飛機）以超過音速的速度運動時產生的聲音。這種快速運動會產生衝擊波，表現為一種響亮的爆炸聲。所以，當你聽到音爆時，通常是一架戰鬥機或太空梭，快速通過以至於擾亂聲波的自然擴散。
為什麼音爆這麼響亮？
音爆不僅僅敲一下你的肩膀；它是在你耳邊咆哮。為什麼？因為大量的壓力波融合形成一個單一的衝擊波。這種 N 波爆炸聲的速度比音速快，擁有足夠的能量範圍來擾動空氣分子，造成類似裂響的響亮噪音。
音爆會傷害你嗎？
雖然最強的音爆聲音可能會讓人驚訝，但其峰值超壓通常僅在每平方英尺幾磅範圍內，這低於聯邦航空管理局（FAA）接受的結構損害閾值。然而，如果你離音爆的來源太近，其強度可能會對你的聽力造成潛在傷害。
製造音爆是非法的嗎？
自1973年以來，FAA已禁止在人口密集區上空製造音爆，以防止潛在的損害和幹擾。因此，雖然並非在所有地方都是非法的，但對於音爆的允許地區有規定。