百万像素：音爆是什么样子的

你可能听说过音爆，即超音速飞机飞过头顶时，会传到你耳朵里的巨响。但事实证明，即使没有声音，以超音速飞行时产生的冲击波图像也非常壮观。在上图中，NASA 拍摄了两架 T-38 飞机以略高于音速的速度飞过加州的画面。

为了拍摄这张照片，NASA 使用了一架超级空中国王涡轮螺旋桨飞机，指示空速约为每小时 160 英里，飞行高度为 30,000 英尺。两架超音速喷气式飞机前后相距约 30 英尺，垂直相距约 10 英尺，拍摄照片时，它们位于超级空中国王下方约 2,000 英尺处。

空中国王飞机的腹部有可以打开或关闭的端口，摄影设备被放置在其中一个端口中，以便可以向下拍摄。

“我们拥有高分辨率、高速摄像机，正在拍摄沙漠地面，”美国宇航局位于加利福尼亚州爱德华兹的阿姆斯特朗飞行研究中心高级研究工程师丹·班克斯说。“然后目标飞机——在本例中是 T-38——从下方飞过。”

在下面其中一张图片中，你可以看到一架侧翻的 T-38 突破了音障。在这种情况下，执行射击的涡轮螺旋桨飞机仍然在超音速喷气机上方，但 T-38 已经侧翻了。

班克斯解释说，超音速飞机在空中飞行时会形成冲击波，就像快艇前面的船头波一样。“空气基本上无法避开自己的路径，”他说。“大自然处理这种情况的方式是，它会产生冲击波。”在上图中，T-38 的速度为 1.01 马赫，略高于音速。（1 马赫是音速，实际上会根据飞机的高度而变化。）

由于空气密度的变化，冲击波可以被拍摄下来。“密度变化会导致折射率的变化，”班克斯说，这就像一把勺子浸入一杯水中时看起来会变形一样。“当冲击波穿过沙漠地面时，你会看到物体——在这个例子中是刷子——会轻微移动。”换句话说，冲击波之所以可见，是因为它们扭曲了背景，就像夏天炎热的停车场散发出的热量会改变你对它后面事物的观察一样。

美国宇航局必须做一些工作才能将图像整合在一起——经过处理以显示冲击波的图像层无法清晰地显示飞机。“它看起来几乎就像一架幽灵飞机，”班克斯说。通过将该层与另一层清晰显示飞机的层相结合，然后对其进行着色，他们能够制作出上面的照片。

那么为什么要这么做呢？NASA 正在研发一种名为 X-59 QueSST 的飞行器——该机构的目标是让这种飞行器达到超音速，但声音不要太大。NASA 在一份声明中表示，它应该只发出“安静的轰鸣声”。班克斯说，这样的研究将有助于该机构实现这一目标，因为它可以帮助他们直观地了解超音速冲击波的情况。