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來源：互聯網

聲爆就是飛機或其他物體以等于或超過音速的速度飛行時產生的沖擊波，在地面上可聽到如雷鳴般的聲音。聲爆是飛行器超聲速飛行特有的聲學現象。超聲速飛行時，飛行器各個部件(機翼、尾翼和進氣道等)及發動機羽流都會對周圍空氣產生強烈擾動，形成一系列激波系與膨脹波系。在向地面傳播過程中，這些波系之間相互作用，最后在地面形成頭尾兩道激波。當這兩道激波掃掠過地面時，觀察者會聽到類似爆炸的聲音，所以稱之為“聲爆”。除了超音速飛機之外，外層空間進入地球大氣層的流星和石隕石，也會因為超過音速而產生聲爆現象。

1945年，前蘇聯著名物理學家列夫·達維多維奇·朗道預測了聲爆現象。1947年美國X-1 超聲速飛行技術驗證機實現超音速飛行，地面測試團隊也監測到了聲爆的信號，這也標志著聲爆問題正式走進研究者的視野。20世紀50年代后，不但大量軍用超聲速飛機出現，而且超聲速運民用飛機協和號和圖-144也投入運營。同時軍用和民用航空器超聲速飛行的造成的聲爆現象卻引發一系列社會問題，聲爆問題開始受到關注，掀起了聲爆飛行試驗研究第一波熱潮。

聲爆問題的危害，主要是對地面大范圍人群形成突然的高分貝噪音并產生恐慌心理，因此成為民用航空器超聲速飛行面臨的主要障礙。國際民航組織(ICAO)多數成員國禁止民用航空器在大陸及其近海岸線區域上空超聲速飛行。由于超音速客機是未來商業航空的重點發展方向，因此超音速飛機的聲爆遏制技術，也成為超聲速民機優化設計的重點內容。

在聲爆抑制技術研究中，氣動外形優化是超聲速民用飛機聲爆抑制最有效的手段。氣動外形綜合設計則成為超聲速飛行器減阻/低聲爆抑制的核心工作。同時開展聲爆飛行試驗，并對聲爆進行全傳播路徑測量，對研制新一代低聲爆超聲速航空器具有重要意義。國際民航組織稱，正在努力制定未來超音速飛機的標準，預計超音速飛機的認證可能會在 2020 年至 2025 年期間進行。

現象描述

聲爆是飛行器超聲速飛行特有的聲學現象。飛行器超聲速飛行時，其各個部件（包括機翼、尾翼和進氣道等）及發動機羽流都會對周圍空氣產生強烈擾動，形成一系列激波系與膨脹波系。在向地面傳播過程中，這些波系之間相互作用，最后在地面形成頭尾兩道激波。當這兩道激波掃掠過地面時，觀察者會聽到類似爆炸的聲音，所以稱之為“聲爆”。由于聲爆存在前后兩道激波，一般情況下，人們會聽到兩次爆炸聲，然而當持續時間小于0.1秒時，人耳無法區分前后激波引起的壓強變化，則只會聽到一次巨大的爆炸聲。如果飛機進入超音速巡航階段，那么在飛機航線兩側數十公里的區域，地面上的人都能聽到聲爆。這些聲爆不但會讓人感到煩躁甚至恐懼，而且在一定條件下會對建筑物結構造成負面影響。

因此研發超音速民用航空器的主要障礙之一就是聲爆，因為商業飛機會經過城市地區，而聲爆將會給沿線居民帶來巨大困擾。因此國際民航組織(ICAO)多數成員國禁止民用航空器在大陸及其近海岸線區域上空超聲速飛行。而歷史上出現的超聲速民用飛機“協和”號在誕生后一直遭遇很大阻力，最后退出商業運營。

此外各類媒體上經常發布高速飛行的作戰飛機在機體周圍形成的圓錐形霧狀云團的壯觀照片和視頻，同時將此現象稱為飛機突破聲障及其伴隨的“聲爆云”現象。實際這類圓錐形霧狀云團并不是“聲爆云”，而是低亞音速不規則凝結云或者高亞聲速錐形凝結云。實際人們在地面很難拍攝到真正的“聲爆云”，因為一般超音速戰機不會在超低空進行飛行，而在高空又相對濕度低，不會發生水汽凝結現象。

除了超音速飛機之外，外層空間進入地球大氣層的流星和石隕石，也會因為超過音速而產生聲爆現象。此外在經過訓練后，普通人用力快速揮舞皮鞭，也能產生“噼啪”的聲爆聲音。鞭子越細，鞭子移動的速度就越快，結果是鞭子的尖端移動得最快，甚至可以突破音速產生聲爆。

原理解釋

聲音和聲速

聲音是由物體振動產生的聲波，通過介質空氣、固體或液體等介質傳播，最后被人或動物聽覺器官所感知。聲音是一種縱波的壓力波，而不是橫波。聲波的速度取決于壓力波在介質中的移動速度。聲音在空氣中的速度是340米/秒，在水中達到1497米/秒，在鐵金屬這類固體中則會達到5200米/秒。人耳在空氣中感受聲音主要有兩個指標：頻率和分貝。頻率又叫音高，聲波的頻率越高音高就越高，反之則低。笛子聲或者鳥鳴聲都是高頻率的聲音，雷鳴聲和樂器貝斯都是低頻率的聲音。而分貝是聲音強度，每增加6個分貝，聲壓強度就會加倍。一般響亮的雷聲為110分貝。

多普勒現象

在人行道上，一輛警車或救護車鳴著警笛沿著街道疾馳時，街上的行人會注意到警報聲的音調存在明顯差異，具體取決于車輛是駛近還是駛離。當聲源駛近時，頻率變高；當聲源遠離時，頻率變低。當車輛駛過時，音調就會發生變化，會聽到熟悉的“嗚嗚”聲。觀察者接受到波的頻率與移動的波源發出的頻率并不相同的現象，被稱為多普勒現象。假設一架飛機以一半音速（0.5 馬赫）飛行并發出頻率為 2000赫茲的聲音信號，對于地面的人來說聽到，在飛機飛過來時聽到的聲音頻率為4000赫茲，而飛機遠離后的聽到的聲音頻率為1333赫茲。

聲爆的產生

當飛機在空中飛行時，空氣中的分子會被巨大的力量推到一邊，形成聲波。飛機移動得越快，這些波離得越近，但只要飛機的速度不超過聲速，這些波就不會相互碰撞。但是當飛機的速度超過音速，就會形成一個由加壓或積聚的空氣分子組成的“圓錐體”，也就是馬赫錐。

對于一架超音速飛機來說，超聲流速中既有激波系也有膨脹波系，飛機體積和產生的升力對激波系和膨脹波系都會產生影響。如果飛機的體積越大，橫截面越粗，飛機在超音速狀態時，飛機周圍的空氣密度、溫度和壓力增加的就越大，激波的強度也就越大。同時飛機在空中依靠升力來飛行。對于超音速飛機來說，激波系都在飛機的下表面高壓區，而膨脹波系都在飛機上表面的低壓區。升力越大，激波系和膨脹波系的擾動越大。而聲爆產生的原因，就是這些激波與膨脹波系的擾動，最后從飛機的頭部和尾部，兩道激波以音速速度沿著各自的后馬赫錐方向對地面傳播。而飛機體積越大，橫截面越粗，重量越大，激波產生的聲爆強度越高。聲爆信號通常在地面呈現類似字母“N”的形狀，稱為“N型波“。

聲爆對航線下地面初次作用的區域為初級影響域，初級影響域的范圍大小受飛行高度、巡航馬赫數、大氣風剖面等因素的影響。除了初級影響域，聲爆還會在機體上方傳播，或者初級聲爆在地面反射傳播，這些聲爆受大氣的影響仍然會再次到達地面，這種形成的影響區域稱為次級影響域。一般情況下,次級聲爆頻率較低，人耳感覺不到，但次級聲爆可以與動物器官或建筑物發生共振，嚴重情況下有可能會對生命和建筑物造成損害。

除了初級聲爆影響域和次級聲爆影響域外，飛機在超聲速狀態下進行加減速、俯沖或轉彎等機動飛行時，也可能會出現聲爆波的聚焦，而在地面某些觀測點會聽到“超聲爆”現象，其波形類似字母“U”形，被稱為U形波。U形波一般比N波強度大，超壓值是N形波的2~5倍。

研究歷史

1945年，前蘇聯著名物理學家列夫·達維多維奇·朗道通過理論分析得出了聲源在超聲速流動中傳播時，由于非線性陡峭效應可能漸近形成聲爆的結論。這是世界上最早的對聲爆現象的理論預測。在列夫·朗道給出理論預示兩年之后，美國飛行員查克·葉格駕駛 X-1 超聲速飛行技術驗證機在美國西部莫哈維沙漠上空12800米的高空飛出了 1.07馬赫的速度，從而邁出了載人超聲速飛行的第一步。這次飛行標志著人類進入了超音速時代，地面測試團隊也監測到了聲爆的信號，這也標志著聲爆問題正式走進研究者的視野。

自20世紀50年代起，世界各航空大國開展了大量的聲爆飛行試驗研究。依據試驗時間和試驗目標的不同，大體可分為：聲爆飛行試驗技術探索與數據積累階段（20世紀50年代到70年代）、聲爆飛行試驗技術完善與低聲爆技術探索階段（20世紀80年代到21世紀初期）和低聲爆設計技術驗證與適航取證飛行試驗階段（21世紀初之后）。

20世紀50年代到70年代

這一時期不但大量軍用超聲速飛機出現，而且超聲速運民用飛機協和號和圖-144也投入運營。美國波音公司和 NASA也推出民用超聲速飛機研制計劃。但同時軍用和民用航空器超聲速飛行的造成的聲爆現象卻引發一系列社會問題，聲爆問題開始受到關注，掀起了聲爆飛行試驗研究第一波熱潮。歐美以及蘇聯等航空強國對 XB-70、B-58、F-100、F-104戰斗機、F-106戰斗機、SR-71偵察機、協和號、圖-144 和“幻影”III/IV等超音速航空器進行了從近場至遠場地面的聲爆測量，促進了聲爆理論與計算工具的發展，在聲爆對人類生產生活、動植物、建筑物和海洋等的影響研究方面取得了重要進展，并促進了聲爆飛行試驗技術的快速發展。其中最具代表性的是美國NASA與空軍愛德華茲空軍基地聯合開展的試驗項目，通過軍用飛機長時間有計劃地在基地附近居民區產生不同強度和持續時間的聲爆，通過社會調查考察居民對聲爆的反應探索主觀評價方法。這一階段，通過飛行試驗積累大量聲爆數據，驗證和發展了聲爆理論和計算工具，為超聲速航空器的聲爆預測與聲爆優化設計等技術研究奠定了基礎，對后續的聲爆問題研究具有深遠影響。

20世紀80年代到21世紀初期

20 世紀80年代—21 世紀初期，盡管協和號和圖-144退出了商業運營，超音速客機發展進入低谷，但美國、歐洲、日本仍然提出了新一代民用超聲速航空器方案，實施大量低聲爆設計技術試驗驗證項目，包括美國空軍的NSBIT項目、美國航空航天局的SR-71偵察機SBPE項目以及日本JAXA 的 D-SEND項目等。這一階段聲爆飛行試驗技術體系逐步完善，全傳播路徑聲爆測量技術取得突破性進展，研制了專用地面和空中聲爆測量系統，實現了聲爆、飛行狀態、飛行航跡和大氣條件等參數的空地一體化測量。飛行測量平臺攜帶的聲爆探針和前支桿傳聲器裝置的發展使得空中聲爆測量技術日臻成熟。此外飛艇平臺也成為空中聲爆測量系統組成部分。通過大量測飛行試驗和空中測量，初步闡明了氣動外形、飛行狀態、飛行航跡和大氣條件等對聲爆的作用機制。通過飛行試驗也證實了幾何修形和改變氣動布局能夠顯著降低聲爆強度。國際民航組織和美國聯邦航空局等適航管理機構也開展新一代民用超聲速航空器的聲爆評價方法和適航標準的研究。這一階段積累了大量的聲爆實測數據，驗證了低聲爆技術以及聲爆預測和優化設計工具，為研制低聲爆超聲速航空器奠定了基礎。

21世紀初之后

從21世紀初開始，在“綠色、經濟、環保”航空發展主題下，世界各國又開始期待超聲速民用航空器回歸商用領域。而2020-2035年被認為是超聲速民用航空器再次實現商用的階段。美國、歐洲、俄羅斯、日本和中國等國家和地區圍繞民用航空器新一代低聲爆技術啟動或規劃了大批聲爆飛行試驗研究項目，包括 JAXA 的 D-SEND#2、歐盟/俄羅斯的RUMBLE、NASA的 LBFD等。中國飛行試驗研究院、中國航空研究院、中國航空工業集團有限公司空氣動力學研究院等也開展了殲擊機和亞軌道轟炸機的地面聲爆測量。一些新的地面和空中聲爆測量技術得到了探索和驗證。多個研究機構和商業公司公開了超聲速民用航空器設計制造和投入商用的計劃時間表。在超聲速民用航空器聲爆適航標準的制定方面，美國聯邦航空局發布了針對超聲速航空器特許飛行和適航標準的擬議規則。國際民航組織和美國聯邦航空管理局還介入美國航空航天局的 LBFD 項目，開展聲爆適航標準制定研究，推進超聲速民用航空器技術發展和投入商業運營。從當前的研究趨勢看，聲爆問題將納入新一代民用超聲速航空器適航審定范疇。這一階段的聲爆飛行試驗項目主要圍繞低聲爆航空器設計技術的驗證開展，未來用于型號設計定型或適航審定的聲爆試驗將大規模開展，聲爆飛行試驗將助推新一代民用超聲速航空器研制和重返商用。

特征

近場強可壓縮流動

超聲速飛行時，飛機附近存在強可壓縮流動現象。激波強度大，波系結構復雜，是產生聲爆的源頭。從機體附近的波系來看，由前到后的整個機身上，實際有多道激波從機體以及機翼邊條、前緣部分發出。從波形傳播的角度來看,由于激波膨脹波強度不同, 波系的運動速度不同，在逐漸遠離機體的過程中弱波系被強波系吞并，隨著距離飛機越來越遠，波系逐漸向機體前后兩端聚集，中間的激波膨脹波復雜度逐步減弱。

遠場聲學傳播

由于聲爆的傳播一般是從上萬米高空到達地面，因此在傳播過程中受大氣各種效應的影響很大，特別是非線性效應的存在，會導致聲爆波系逐漸向前后合并。而大氣的熱粘性、分子弛豫等特點，會導致聲爆在傳播過程消耗能量，大氣湍流效應會使聲爆波形發生嚴重扭曲和震蕩，失去經典的N波形狀。

人的感受

盡管聲爆在大氣中長距離傳播雖然會有能量的耗散，但與一般亞音速航空噪聲相比，其擾動壓強依然強烈，且壓強變化劇烈，會在地面產生類似爆炸的高分貝噪聲。強烈的聲爆會使人感到驚嚇、恐慌，嚴重時可能會造成聽覺器官的永久性損壞。較強的聲爆是人體不能忍受的。常規飛機噪音是逐漸升高的，大腦有機會適應不斷變化的聲音水平。而聲爆是突然發生的，讓大腦感到意外，通常引起強烈的驚恐。而且聲爆的范圍大，一次短暫的超音速飛機，會導致數百平方公里地面的人都會受到聲爆的影響，進而造成社會恐慌。2010年西雅圖出現的一次聲爆，直接導致911緊急呼叫系統的癱瘓。一些民眾誤以為遭到核打擊。如果超音速飛機經過城市帶上空，會影響地面上大量人口。但是在超音速飛機上的人，并不能聽到聲爆的任何聲音，因為飛機速度已經超過1馬赫，音爆永遠無法追上飛機。

效應

大氣宏觀效應

研究表明，在較大的溫度梯度條件下，聲爆的強度會隨著馬赫數的增加而減小。而地面聲爆覆蓋范圍會隨著溫度梯度的增加而減小。此外較大的溫度梯度不僅直接影響聲爆信號，還會誘導產生大氣風，進而會使聲爆信號發生扭曲。大氣風效應是影響聲爆信號傳播的另一個主要因素。隨著飛行高度的降低，逆風飛行會降低地面聲爆覆蓋范圍以及聲爆強度。而順風飛行會擴大聲爆范圍和增加聲爆強度，如果有側向大氣風會進一步增加聲爆覆蓋范圍。大氣溫度梯度和大氣風對聲爆信號的影響是折射效應的體現。

大氣微觀效應

大氣經典吸收與分子弛豫等微觀效應會對聲爆信號傳播產生顯著影響。其中，大氣經典吸收是聲爆信號能量轉化成氣體內能的過程，包括黏性吸收、熱傳導吸收、擴散吸收和輻射吸收四部分。但是相比于大氣經典吸收效應，分子弛豫效應對聲爆波形的影響才是占主導地位。分子弛豫是指能量從小擾動引起的非平衡狀態向平衡狀態的轉換過程。研究發現在相對濕度較小時，氧氣分子弛豫效應占主導因素，并能夠大幅降低聲爆強度。此外厚云層能夠進一步降低地面聲爆信號超壓值，增加波形上升時間，進而降低地面聲爆強度。

大氣介觀效應

除大氣宏觀和微觀效應外，還有以隨機性和多尺度特性的大氣湍流效應為代表的大氣介觀效應。該效應對聲爆波形的影響更加復雜。大氣湍流效會改變聲爆信號前后激波的形態，使傳統地面N型波變為P型波 (Peaked Waveform)或R型波(Rounded Wave form)。目前通過散射機理和折射一聚焦一衍射機理，都能夠解釋湍流效應對地面聲爆波形的影響，一定程度上給出對聲爆強度的預測結果，但預測結果的可信度不高。目前科學界對含有湍流等復雜天氣及機動飛行條件下的聲爆傳播機理尚不完全清晰。

測量技術

開展聲爆飛行試驗，并對聲爆進行全傳播路徑測量，對研制新一代低聲爆超聲速航空器具有重要意義。聲爆測量飛行試驗技術方案組成主要包括通用試驗資源建設、飛行方法設計、聲爆參數測量方法等。

通用試驗資源建設

通用試驗資源由試驗對象、通用保障資源和試驗場地等組成。試驗對象分為3 類：一類是選用成熟的超聲速軍用或民用飛機平臺，例如超音速戰斗機或者協和號超音速客機；二類是選用成熟飛行平臺進行大幅度改裝設計作為試驗機，例如美國曾經改造F-5戰斗機和 F-15B飛機用于聲爆機理和低聲爆技術探索研究；三類是設計制造全新試驗機（模型）或研制新型號作為試驗對象，直接用于低爆技術探索和新型號適航取證試驗，成本相對較高。聲爆測量飛行試驗對試驗場地有特殊要求。試驗場地應具有適宜飛行試驗環境，即具備大范圍的超聲速飛行空域和平坦地形，最好附近有小范圍居住區供開展主觀調查。通用保障資源方面主要是可供試驗對象和測量平臺起降的機場以及飛行保障設施。

飛行方法設計

飛行方法設計是指借助現有的聲爆理論分析、預測手段，通過預先設計飛行器的飛行狀態、飛行航跡和構型要求，來產生不同種類和特征的聲爆。如何確定目標聲爆對應的構型和飛行狀態存在一定技術難度，既需要借助歷史經驗數據，也需要聲爆理論和計算工具支撐。例如美國美國航空航天局使用的事基于飛行狀態數據的聲爆預測技術指導飛行試驗點的設計和執行，用聲爆預測軟件進行試驗點設計，飛行員和工程師可實時監控不同飛行狀態下在飛行航跡下方的聲爆空間分布。

聲爆參數測量方法

聲爆測量是聲爆飛行試驗技術方案的核心。一般根據試驗目的選擇性進行近場、中場和遠場/地面等不同階段的聲爆測量。測量近場至中場聲爆，常采用具有與被試對象飛行性能相當的飛行平臺攜帶聲爆探針和流場成像等測量設備在中高空進行測量。對中場至遠場聲爆，由于不需要近距離跟隨被試對象，可選用飛行性能和成本更具優勢的亞音速低空平臺或浮空平臺。對于地面聲爆測量，常采用大尺度的傳感器陣列進行分布測試。在考察聲爆對人類影響的飛行試驗中，一般對地面人員進行主觀感受調查。從當前的聲爆測量技術研究進展看，對聲爆進行近場、中場和遠場/地面的全傳播路徑聲爆測量，需要開發各種高低空搭配的飛行測量平臺和專用測量設施，需要消耗大量的空地試驗資源，是一項復雜的系統工程。

除了全傳播路徑聲爆測量之外，風洞試驗也是開展聲爆研究必不可少的技術手段。與飛行試驗相比,風洞試驗具有成本低、周期短、易重復驗證等優勢。聲爆風洞試驗技術涉及試驗模型的精確模擬、風洞流場的精確控制、近場壓力信號的精確測量及試驗數據的干擾修正等多個方面，其中關鍵在于空間壓力信號的精確測量與辨識。目前風洞試驗已經有了測壓板、靜壓探針、測壓軌等聲爆近場壓力試驗測量裝置。美國航空航天局于近年來提出了無反射測壓軌測量技術和空間平均技術，大幅提高了聲爆近場壓力風洞試驗測量的精準度和測量數據的可靠性。

低聲爆航空器設計

總體設計

從目前開展的研究工作來看，在眾多的聲爆抑制技術研究中，氣動外形優化是超聲速民用飛機聲爆抑制最有效的手段。在飛行高度、飛行速度、重量這三類重要影響因素確定的前提下，氣動外形綜合設計則成為超聲速飛行器減阻/低聲爆抑制的核心工作。但是現階段對低聲爆/低阻新布局形式的認識不夠清晰，缺乏有利于低聲爆/低阻特性的布局外形設計原理和策略。超聲速民機機體細長，具有大量的低厚度結構，且面臨長期氣動熱載荷，因此結構設計中面臨突出的氣動彈性變形問題、氣動-結構-動力-聲爆多學科耦合問題。

氣動布局形式

細長機頭布局

早期協和號飛機的細長機頭主要針對降低波阻，但無法產生低聲爆特性要求的柔和、均勻的激波系。進一步加長機頭是削弱聲爆頭激波強度的最有效措施。目前幾乎所有新設計的超聲速民機布局都具備顯著的細長機頭特征。這種外形使得頭激波超壓值由陡峭上升變為了緩慢傾斜上升，增加了頭激波上升時間，降低了聲爆的感覺噪聲級。但機頭不可毫無限制的加長，過長的機頭會導致黏性阻力、操穩特性、氣動彈性等方面的問題。

鴨翼布局

研究發現，若在飛機前體僅產生一道激波，要降低聲爆強度極為艱難，需要采取措施產生多道激波。而鴨翼可將前體的波形分散為多道激波，能夠顯著的降低頭激波強度，成為一種可行的低聲爆設計策略。

箭形翼與上反布局

機翼平面形狀是影響全機沿軸向升力分布的最主要因素，而軸向升力分布又是全機等效截面積能否滿足低聲爆面積律的關鍵。研究發現要獲得更佳的聲爆性能，軸向升力分布最大值的位置要求盡量靠近尾部，且升力分布應盡可能平緩，其軸向長度盡可能大。箭形翼非常符合上述低聲爆設計要求，還具有良好的氣動性能。具有良好低聲爆特性的箭形翼通常具備以下特征：較大的根弦長度、極大的后掠角、多段后掠或連續變后掠的前緣、機翼位置靠后等。

機翼上反主要影響聲爆強度及聲爆覆蓋范圍。研究發現，上反角由-5°變為15°，聲爆超壓值可降低約50Pa。此外上反角能有效減小聲爆前激波強度。洛·馬公司研究證明，通過對機翼外段的上反設計，能大幅降低飛機下方正負49°周向角內的聲爆強度。要使整個聲爆覆蓋范圍內的聲爆強度最小，精細設計機翼上反角是重要途徑之一。

T尾/V尾布局

T尾和V 尾布局能夠合理調控后體區域的激波系分布，且能良好兼顧低速性能和操穩特性要求，成為最新的超音速客機布局最典型的技術特征之一。T尾或V尾能分攤一部分升力，使升力等效截面積分布在全機尾部達到最大值，并使后體等效截面積分布更光滑，降低后體的激波強度。從流場機理的角度看，T尾/V 尾產生的激波能與后體的膨脹區發生干涉、抵消，從而削弱后體激波強度。T 尾布局的后激波強度比無 T 尾構型大幅減小，感覺噪聲級也顯著降低。

氣動-結構-聲爆耦合分析

過去對超聲速民機聲爆問題的研究大多基于飛機為剛體這一假設。然而真實情況下超聲速民機在爬升、巡航和下降階段的氣動彈性會發生變化，抵抗湍流時飛機會發生控制舵面偏轉以及結構變形，機動飛行時飛機的控制舵面偏轉以及結構變形。這類氣動彈性變形會改變聲爆信號，給聲爆強度響應引入不確定性。研究結果表明，考慮氣動彈性變形與剛體假設下的聲爆信號存在顯著的差異，在引入材料特性的不確定性后，氣動彈性變形導致了聲爆信號呈現出波動，最終給遠場聲爆的強度帶來顯著影響。氣動彈性變形對聲爆的影響是一項不容忽視的重要因素。

聲爆相關標準和限制

盡管聲爆是超音速飛機的特有聲學現象，但是目前沒有任何確定的超音速商業飛機的聲爆等級的標準。1978 年，美國美國聯邦航空局頒布了第一條針對民用超音速飛機噪聲的規則，在14 CFR 第 36 部分中制定了專門針對協和式客機的起飛和著陸噪聲標準。其中規定，4發動機、最大起飛重量為185噸的協和式超音速飛機，在起降時的最大的噪音，不應該超過106EPNdB（有效感受噪音分貝）。但是超音速飛機在起降階段，速度沒有達到超音速，不可能產生聲爆。因此當時沒有針對協和式飛機聲爆的噪音標準。在國際民航組織 (ICAO)發布的附件16卷《I 航空器噪聲》中，規定可以參考亞聲速噴氣式飛機的噪聲合格審定作為指導原則，同樣沒有確定公眾能接受的聲爆等級，且不能認為與亞聲速噪聲標準相符就可以進行超聲速飛行。

國際民航組織稱，正在努力制定未來超音速飛機的標準，繼續討論聲爆測量方案和程序，目標就是制訂超音速飛機在航線上產生聲爆的相關噪聲認證的技術飛行測試程序，以補充現有僅對著陸和起飛噪音條件的認證。預計超音速飛機的認證可能會在 2020 年至 2025 年期間進行。

社會影響

典型的聲爆事件和事故

俄克拉荷馬城聲爆測試

1964年，美國聯邦航空局和美國空軍合作，在俄克拉何馬州俄克拉何馬城進行了一次大規模的聲爆測試行動。從2月3日開始的測試中，美國軍隊在6個月的時間內使用F-104戰斗機、F-106戰斗機、B-58等超音速戰機在50萬人口規模的城市產生了1,253 次音爆，旨在量化研制超音速運輸機 (SST) 聲爆對城市的影響。在當時美國民眾對聲爆的態度處于模棱兩可之間，而政府甚至宣稱“聲爆”是美國能贏得美蘇冷戰的“自由之音”。而俄克拉荷馬城的居民對這樣的實驗更加寬容，因為它在經濟上依賴附近的邁克·蒙羅尼航空中心和空軍的廷克空軍基地。而且在試驗前，美國官方也進行了大量的宣傳和引導工作。但實際情況是試驗僅僅開始一周后就開始有大量民眾進行投訴，統計數量超過1.5萬人。而實際反對的人更多，因為有大量的人不知道向何處投訴或者認為投訴也沒有用處。一些憤怒的民眾甚至威脅要開槍殺死研究人員。這次試驗實際上導致美國民眾普遍反對超音速客機的研發，結果就是波音2707超音速客機下馬，美國停止研發超音速運輸機。

車里雅賓斯克流星事件

2013年2月15日，一顆直徑約18米、重 9100 噸的近地小行星以 18.3 ± 0.4 度的淺角進入地球大氣層，相對地球的速度為 19.16 ± 0.15公里每秒，速度是音速的60倍以上。車里雅賓斯克居民稱：“我們看到一道巨大的光芒，就走到外面看看那是什么，然后我們聽到了非常響亮的雷鳴聲。當時一片恐慌。人們不知道發生了什么。每個人都回到家中檢查家人是否還好。”

成都多地聽到不明巨響

2015年11月26日下午1點多，成都市溫江區、成都雙流國際機場、西南交通大學犀浦校區、大邑縣等地區民眾聽到巨響。當地公安機關稱未接到發生爆炸案（事）件的報警及人員傷亡的報告。國家地震臺網官方微博發文稱：經核實，地震臺站無相關記錄。此外航空工業成飛安全保衛部等部門多名工作人員否認是超音速戰斗機產生的聲爆，均稱也聽到爆炸聲，但對具體原因尚不知曉。

華盛頓聲爆事件

2023年6月4日，一架塞斯納飛機進入華盛頓特區上空的禁飛空域。地面試圖通過無線電通知機組人員，告訴他們離開禁飛區域。但是飛行員在飛行幾分鐘后并沒有對交通指令做出反應。為此美國軍隊從三個空軍基地派出六架戰斗機攔截這架飛機。而結果就是華盛頓地區聽見了巨大的聲爆。響亮的爆炸聲導致民眾上網查明到底發生了什么。《華盛頓郵報》的天氣推特賬戶甚至指出，其團隊聽到了聲音，而這不是一般的打雷聲。最后美國國家安全委員會發言人約翰·柯比在新聞發布會上表示，F-16飛機必須“加快速度”才能追上塞斯納飛機，因此超音速飛行引發了聲爆。