水中可以突破音障发生音爆么?

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19个答案
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在水中突破音障意味着要将速度达到接近1500m/s,阻力不是一般的大,就算现在推力达得到,材料强度也无法达到,看看那些水中的子弹吧。
在达到超音速前,由于水的物理特性,会让水产生非常剧烈的相变,超空泡就是其中一种体现。

设想一下,以空气中的超音速激波为蓝本,加入水的相变特性,忽略高速运动物体与水产生的极端特性变化,忽略推力与材料强度。假若真的超过了音速,音爆也是可以产生的,在空气中听到两声音爆是因为前激波与后激波,在水中能侦测到的音爆数量甚至先后都有可能不一样,因为水的相变,激波产生所处的环境则很有可能不一样。
前激波肯定会更响,以为水的阻力很大,突破它自然需要更强的推力,释放更多的能量,而且还会使水剧烈汽化,也就产生了更响的前激波。
后激波则会出现更难以预料的情况因为水的汽化,后激波会在气态水中产生,由于气体中声音的传播速度比水中慢非常多,所以会拖后后激波的时间。
在水中的超音速运动中会出现水蒸气尾迹,前方产生的超音速声波会在尾迹中反射,逐次衰减向水中发射。

大学没学过这方面的知识,以上设想纯属猜测,如有雷同,不胜荣幸。
欢迎物理帝纠错与补齐

补充在讨论中提及的问题
1.超空泡鱼雷的速度还远没有达到声速,而且一旦突破水蒸气中声速时所处的极限状态能否保持稳定的超空泡还是未知的。

2.当在物体在水中速度超过相对压力下水蒸气中的声速时,会发生音爆,在一定程度上会影响到超空泡的稳定结构,是否会生成另一种稳定结构还需实际实验观测。

3.据皮皮虾的科普漫画,皮皮虾的捕食附肢最大速度能达到.22步枪子弹初速,而.22步枪子弹的速度为.22 LR:335-426m/s,5.56mm北约子弹初速为940m/s。
离声速还有些距离。

P.S.皮皮虾的科普资料在很多年前就有,当时电视里面成之为螳螂虾,而且视频里的皮皮虾品种有一个非常明显的锤子。在皮皮虾打击猎物时,击锤前端速度快到使水产生了电离

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水中声波的传播速度(1473m/s)远远不是空气中声波的传播速度能比的,在水中达到超音速就超神了。

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支持者: LeoJr 火绒草

水中要是有那么大的相对速度,静压必然已经低到足以让其气化(指鱼雷潜艇这个深度,总压还不太大 )
比如说水下300米,总压也就约3MPa,速度达到78m/s的时候静压就减少到0了哦(当然这是不可能的,静压低到对应温度的饱和蒸汽压就水气化了)

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支持者: 果壳HR

详情请看 某属螳螂虾在水下攻击的视频。。是会产生气化的

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没有超音速鱼雷!
水下最快的可能就是超空泡鱼雷了。据说跑起来的噪声震天响。

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支持者: lycii

看看船舰的螺旋浆就知道了。螺旋浆在正常的转速下会产生空泡现象(液体突然汽化,产生爆震),导致螺旋桨叶上出现坑坑洼洼的现象。所以螺旋桨每两年左右都要更换一次。如果是其他物体产生这样的负压同样会有空泡现象,导致材料损坏。所以水中超音速难以实现。

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水 (常温)1500m/s...暂时只能亚音速.....空化是最好的选择...

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现在还没有在水下突破过音速,原因就是上面提到的水中的音速是1400 m/s,当然这是纯水,现实的水体肯定有差异。

空泡的利用是现在据我所知唯一能在水中实现超过340 m/s的现象了。

我觉得要真的在水中突破1400 m/s恐怕只有参考陨石的大气层燃烧了,不说音障的声音了,冲击波恐怕都会有。

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貌似物体要是能达到那个速度,根据伯努力原理,物体周围的水的压强急剧减少,沸点降低,包裹在物体周围的还是一圈水蒸气,这就是超空泡原理,所以你在水中破音障,应该和空气中的一样啊,因为你外面还有一层水蒸气啊,效果什么的应该都一样啊,超空泡子弹不就已经破音障了吗

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橘音二流大学自动化

2013-04-22 08:51

不是有什么什么虾?小龙虾?反正能吃的,能发射达到超音速的水炮。

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Tyrael软件工程专业,软件工程师

2013-04-22 18:10

皮皮虾威武霸气。

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如果是一个循环管道,用某种方法给其中的水流进行加速,至水流达到、超过音速,这时向水流中插入一个静止物体,会出现什么情况?应该就相当于静止物体超音速了吧,会否引发音爆?

实际上,水切割机的流速可以达到1000m/s,远超过音速,打在石材上会否有音爆发生?

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如果你只是简单地问能不能的话,那显然是能,5马赫的飞行器坠海,肯定有一段时间实在水里超音速的。

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箱子中的薛定谔化工学士,学士后

2013-04-21 09:28

子弹。。。。其实离心泵也可以

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音障产生的原因是当飞行器速度接近音速时,会追上自己发出的声波造成震波,通常情况下,声音在空气中的传播速度约为340m/s,在水中的传播速度约为1500m/s。如果有办法使潜艇在水下接近音速,也会出现音障现象。由于音爆产生的激波一瞬间就可把潜艇蒙皮撕碎。即使是高强度金属外壳也无法长期承受其产生的严重气蚀作用。

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高速鱼雷可以超过音速,楼上说不能超过的,呵呵

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XiaoFaye计算机专家,电脑专家

2013-04-19 16:31

据说美国正在研究超音速鱼雷,网上看到的,不知真假,你自己判断吧。

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