Ryan老師碎碎念

【聯合報╱本報記者程嘉文】

日前國軍在國道演習，吸引大批媒體，民眾圍觀。 記者劉學聖／攝影

國軍漢光廿七號演習，4月12日在高速公路的台南麻豆路段演練「戰備跑道起降」。不久傳出附近農民養的鵝隻被嚇死幾十隻，當地獸醫認為，「巨大的戰機音爆聲」把鵝群嚇得相互推擠踐踏，所以導致死亡。

同一時間，新竹縣竹東、北埔等地，都傳出足以震動門窗的巨大聲響，當地民眾也認為，這是新竹基地幻象兩千戰機的「音爆」。對此空軍表示，由於參加演習，機群飛行路線跟以往不同，若造成民眾驚嚇，軍方表示抱歉。

但到底什麼是音爆？音爆會帶來什麼災情？民眾遇上的是究竟不是音爆？

「噪音」不等於「音爆」

「音爆一詞常被濫用」，成大航太所教授景鴻鑫指出，很多時候民眾以為的「音爆」，其實只是巨大的噪音，不是科學上的"Sonic boom"。

當地農民抱怨，音爆嚇死家禽，軍方態度保留。 記者劉學聖／攝影

景鴻鑫指出，除了超音速飛機，在我們的生活周遭，也可能出現「音爆」。例如快速甩動鞭子、毛巾，其實瞬間速度都可達到音速，所發出的「破風」聲，或是槍械射擊產生的爆音，其實都是一種音爆。

理論上聲波會從音源成圓球型對外擴散，但當物體（航空器）的速度接近音速時，會逐漸「追上」自己往前發出的聲波。使得往前傳播的聲音，頻率會愈來愈高，最 後這些聲波會「擠」在飛機前部，形成帶有極大空氣壓力的「音錐」，這種壓力變化也就是「震波」（Shock Wave）。這道壓力波向旁發散，就形成一道瞬間壓力變化的「牆」，一旦「撞上」這堵牆，不管是人或物體，都會感到震動，這種現象就是「音爆」。

震波是超音速飛行的典型特徵。一般而言，飛機的音爆會在0.8馬赫（Mach，一倍音速為一馬赫）的「穿音速」階段開始發生，因為當飛機飛到0.8馬赫 時，機上部分地方（例如翅膀的上翼面）的空氣流速已經超過音速，這時會產生巨大的壓力差，化為向外發散的壓力波。其實聲波與壓力波是同一件事情：聲波是很 弱的壓力波，而壓力波是很強的聲波。

因此若一架飛機以低速（低於穿音速）低空飛過，因為聲音比飛機快，地面上的人會先聽到飛機聲，但由於飛機不斷接近，所以不但音量從無到有、愈來愈大，音頻也會愈來愈高；等到飛機越過頭頂，不但音量減小，頻率也會逐漸降低。

但如果飛機以等同音速或超音速的速度飛過，一開始地上的人完全聽不到聲音，直到被壓縮的壓力波「牆」撞擊，這時不但會聽到一聲打雷般的「砰」短暫巨響，如果距離夠近，還會明顯感覺到衝擊的力量。等到音爆過去，才會聽到飛機發動機的聲音，隨著距離拉遠而逐漸降低音量與頻率。

漢翔航太發言人李適彰指出，飛機在穿音速狀態時，有時會在機身旁出現類似裙襬散開的「普朗特-格勞厄脫凝結雲」（Prandtl-Glauert condensation clouds），非常壯觀。這是因為當機首形成巨大空氣壓力的「音錐」時，在音錐的「表面」（物理學上的「波前」，wavefront）後方，反而會出現 一段壓力低於大氣壓力的空間。如果空氣濕度夠，水氣就會因為降壓而驟然凝結為極細小的水珠，形成「雲霧」。隨著飛機通過，氣壓回到正常，水珠就從液態再度 變成水氣，凝結雲也就消失，因此形成飛機「穿上白裙子」的畫面。

音爆造成的傷害

如果一架飛機以穿音速甚至超音速從旁掠過，其所產生的壓力波，的確可能對建築物造成嚴重傷害，甚至可能令人重傷或死亡。同樣的道理，如果高速揮動的鞭子，緊貼著一隻螞蟻掃過，即使鞭子並未擊中螞蟻，但只要距離夠近，它仍可能被鞭子揮動的震波給震死。

各種超音速飛機產生的震波強度不同，一般而言在1至2哩之內都可能具有相當破壞力。因此各國政府都禁止飛機在人口稠密區上空超音速，至少必須限制在相當的高度，使得震波傳到地面時，已經因為能量消散而只剩下聲音。

李適彰表示，以台南麻豆的案例而言，戰機在當地進行起降，其實速度相當慢，絕對不可能出現「音爆」。但對平常不習慣噴射機巨大噪音的鵝隻，的確可能因驚嚇而死亡，但絕對不是被衝擊波「震死」。民眾或許不習慣龐大噪音，才會誤把噪音叫作音爆。

至於新竹等地發生的巨大聲響，空軍司令部政戰主任潘恭孝指出，目前戰機限制於在預先畫定的訓練空域，才能進行超音速飛行，這些空域都位於海洋或中央山脈上 空，而且設有高度的下限。即使軍方舉行演習，飛航路線與平日不同，但仍會避免在平地城鎮上空進行超音速飛行。民眾感受到的巨響，可能是一般的「噪音」，還 不到「音爆」的地步。因此空軍的回應是對「噪音擾民」感到抱歉，並未承認是「音爆」。

但對於在台灣附近海域作業的漁船，或是攀爬高山的登山者，就常有突然被音爆「轟」到的機會。根據空軍官員表示，的確曾有漁民抱怨，常被空中突然傳來的巨大震動嚇一跳，甚至有時會把魚群驚走。