以超声速飞行就是冲破天空中一道看不见的门槛。以比声波传播速度更快的速度在空中飞行意味着超过特定的空速，但确切的空速是不同的。在火星上，声速与地球上的声速不同。在地球上，声速的变化取决于飞机所经过的空气的温度。
1947年，查克·耶格尔打破了所谓的音障，一举成名。但是今天，如果一个人在一架军用喷气式飞机上飞得比音速还快，这不是一个重要的时刻，甚至不值得注意，至少从飞机上的乘客的角度来看是这样。加州爱德华兹空军基地美国空军试飞员学校的飞行测试工程师杰西卡·彼得森(Jessica Peterson)说:“伙计，在飞机上你什么都感觉不到。”地面上的人可能会有不同的看法，这取决于他们离飞机有多近。
以下是关于超音速飞行的一些知识。自从协和式飞机2003年停止飞行以来，想要乘坐飞机体验超音速飞行的普通人就无法体验这种旅行。
水中的涟漪，空气中的冲击波
自20世纪90年代以来一直在研究音爆的美国宇航局阿姆斯特朗飞行研究中心的航空工程师爱德华·哈林(Edward Haering)说，以超音速飞行需要“比声波离开的速度更快”的巡航。
思考这个话题的一种方法是想象一艘船在水里。“如果你在划艇上，坐在湖面上，不动，可能会有一些涟漪，但你的速度不会比涟漪快，”他说。“但如果你在摩托艇或帆船上，你会开始看到v形尾流从你的船首流出，因为你的速度比那些涟漪消失的速度要快。”这就像飞机飞得比音速还快。
但是，他补充说，超音速飞机在三维空间中推动这些涟漪。他说:“你要克服这些干扰。”
空气的温度决定了声波在空气中传播的速度。在地球大气层中大约36000英尺到65600英尺之间的区域，温度足够一致，理论上声速保持不变。在那个区域，在一个典型的日子里，声速大约是660英里每小时。这也被称为1马赫。2马赫，即两倍音速，在这个高度范围内大约是1320英里每小时。然而，由于现实世界的一天可能会不同于被认为是标准的，当你试图超音速飞行时，你的实际速度可能会有所不同。
如果你想在较低的高度以超音速驾驶飞机，那么在温暖的空气中，声速会更快。美国宇航局表示，在10000英尺的高空，超音速飞行以每小时735英里的速度开始。然而，以这样的速度飞行，更厚的空气需要更多的努力。
记录在案:第一个超级巨星nic飞行
1947年10月14日，查克·耶格尔成为第一个以超音速飞行的人。他在自传中回忆说，在那个秋天的一天，他在42000英尺的高空以0.96马赫的速度飞行。“我注意到我开得越快，骑起来就越平稳，”他写道。
突然，马赫指针开始波动。它上升到0.965马赫——然后就从刻度上掉下来了，”他回忆道。“我以为我看到了什么东西!”我们在超音速飞行!”后来他才知道自己的时速是700英里，也就是1.07马赫。
耶加尔在下面的无线电中写道，一辆“追踪车”里的人打断了我的话，说他们听到了一声遥远的雷声:我的音爆!”
为什么我们没有听到尼克的声音还响吗?
超音速飞行会给下面的人带来巨大的音爆。这就是为什么联邦航空局禁止超音速民用飞机在美国上空及其海岸附近飞行。正如美国宇航局指出的那样，这项禁令在2023年4月正式生效50周年，在它存在之前，人们不喜欢听到音爆是可以理解的。美国宇航局说，在20世纪50年代和60年代，“亚特兰大、芝加哥、达拉斯、丹佛、洛杉矶和明尼阿波利斯等地的人们都暴露在高空飞行的军用战斗机和轰炸机发出的音爆中。”1968年，科罗拉多州空军学院发生了一起特别具有破坏性的事件。据美国宇航局报道，这一事件发生在5月31日，当时一架“战斗机在学校操场上空飞行50英尺时打破了音障”。“音爆震碎了标志性的空军教堂一侧的200扇窗户，造成12人受伤。”
音爆的发生是由于飞机上不同部位形成的冲击波。例如，战斗机的舱盖或发动机的进气道就能产生它们。问题的发生是由于这些不同的冲击波结合在一起，合并成两个。“当它们结合在一起时，压力会越来越大，”哈林说。它们结合的方式是一个冲击波来自飞机的前部，另一个来自飞机的后部。地面上的人会发现一个“，”，哈林说。
有趣的是，在这种情况下，飞机的长度很重要，它会影响到这些吊杆在时间上的间隔。例如，航天飞机的长度超过100英尺。在这种情况下，人们会注意到一个“，”哈林说。“而且是一架非常短的飞机。如果时间很短，距离很远，有时这两次繁荣之间的时间很短，你无法真正分辨出两次不同的繁荣，所以你只能听到。”
这些问题导致美国宇航局与洛克希德马丁公司一起开发了一种新的实验飞机，称为X-59。它的目标是飞行速度超过音速，但比典型的超音速飞机更安静。值得注意的是，飞行员将依靠一个外部视觉系统——一个内置的显示器来显示飞机前方的情况，而不是一个让飞行员看到他们面前的场景的遮篷。美国宇航局表示，这种设计的测试于2021年结束，这有助于保持飞机的光滑。最终目标是通过设计来控制飞机产生的冲击波。“在X-59上，从机头尖端到机尾后部，一切都是量身定制的，试图将这些冲击波分开，”哈林说。
美国国家航空航天局表示，他们计划今年让它飞行，目的是看看它会发出多少噪音，以及人们对它的声音特征有何反应。哈林推测，X-59可能发出的声音“很像你对面邻居砰地关上车门的声音”。“如果你在和别人交谈，你可能都不会注意到。”但实际飞行将是对这一假设的检验。
X-59的目标飞行速度为1.4马赫，飞行高度约为5.5万英尺。换算成英里每小时，这个速度是924英里每小时。然后想象一下，飞机有顺风，它的地面速度可能超过每小时1000英里。(请注意，大气中的风会影响飞机的地面速度，即飞机与地面相比的速度。顺风会让它变快，逆风会让它变慢。)
Supersonic走廊
在加利福尼亚州爱德华兹空军基地，超音速走廊允许飞行员在特定高度以1马赫或更快的速度飞行。在其中一条走廊，飞机必须在3万英尺或更高的高度飞行。在另一个地方，黑山超音速走廊，飞机可以低至500英尺。记住，超音速飞行在低空的速度要比在高空的速度快，而且要花更多的努力才能穿过密度更大的空气。
美国空军试飞员学校的飞行测试工程师彼得森说:“从飞行测试的角度来看，这就是我们在爱德华兹所做的，我们专注于测试新飞机，测试新系统，我们定期进行超音速飞行。”
事实上，其中一条超音速走廊位于基地上方，这意味着在那里可以听到音爆，尽管飞机必须在3万英尺以上。她补充说:“我们可以轰炸基地，而且我们一直都能听到。”
她指出，在最近的一次T-38飞行中，当她在32,000英尺的高空突破音障时，她的飞机的地面速度为665英里/小时。但在14000英尺的高空，她以每小时734英里的地面速度超音速飞行。
但是在测试场景中以超音速飞行和出于操作原因这样做是有区别的。科里·弗洛伦多(Corey Florendo)是美国空军试飞员学校的一名飞行员和教官，他指出，在现实世界的任务中，他“只会在需要的时候”这样做。
他补充说:“当我超音速飞行时，我要消耗大量的汽油。”
因此，在某些情况下，当军方愿意燃烧燃料时，超音速飞行仍然是可用的，但对于普通旅客来说就不是这样了。例如，波音787的设计速度是85%音速。然而，一家名为Boom Supersonic的公司旨在将这种飞行带回商业旅行;他们称之为“序曲”的飞机可能会在2027年进行试飞。你可能不想屏住呼吸。
普渡大学航空航天学院的副教授乔·朱厄尔认为，超音速飞行仍然有一种“神秘感”。
朱厄尔说:“这仍然是一件罕见而特殊的事情，因为我们统称为音障的挑战在物理上仍然存在。”当飞机在空中推进时，前方仍然会产生压力波。“它仍然存在，就像1947年一样，我们现在知道如何处理它。”
