飞机超过音速的时候为什么会出现音爆？

要理解这一点，我们可以从一个常见的自然现象开始:如果一块石头被扔在平静的水面上，水波会立即出现并向四周扩散，影响整个水面，这就是我们常说的“一块石头激起一千层波浪”。然而，如果水波是由在水面上运动的物体引起的，情况就不是这样了。例如，当快艇在水中高速行驶时，我们可以看到快艇引起的水波不是一圈一圈地向外运动，而是从快艇的前方开始，以楔形向外扩散。同时，我们可以看到前缘是密集的，波浪很大，而后面的波浪很小。这种波叫做楔形波。这个波浪伴随着剪刀，受影响的区域总是在楔形内。

同样，对于空气，也有这种现象。当飞机在空中以超音速飞行时，楔形或锥形波也会出现在机头或突出部分，就像快艇在水中行驶一样，这就是冲击波。当它们向外传播时，它们相互干扰并相互影响，然后会聚成包括机头的前冲击波和包括随机尾翼的后冲击波。
虽然这种波可以与上面提到的楔形波相比较，但它有非常不同的性质。冲击波的厚度非常小。穿过波浪后，空气的压力、密度和温度突然增加，速度立即下降。当这两种冲击波到达任何空间或物体时，它们会感受到这种强烈的变化，这种变化会在人耳中反映出来。当耳膜承受突然的气压变化时，它会感觉像是两次雷鸣般的撞击。这种噪音被称为“音爆”。

“音爆”只在飞机以超音速飞行时出现。当飞机在一定高度以超音速飞行时，冲击波会引起强大的压力变化。我们听到了“音爆”。飞行员不会听到这种噪音，因为飞行员坐在驾驶舱时感觉不到冲击波造成的压力、密度和温度的变化。即使驾驶舱没有密封。因为飞行员总是在前激波后面，在后激波前面，也就是说，他处于暂时稳定的恒压状态，听不见。

“音爆”的强度及其对地面的影响与飞机的飞行高度直接相关。因为冲击波和水毯一样，距离越远，波的强度就越弱。飞机在低空超音速飞行时，不仅地面上的人和动物会听到震耳欲聋的噪音，影响人们的生活和工作，还会严重击碎玻璃，甚至损坏不稳定的建筑物，造成直接损失。随着飞行高度的增加，影响越来越弱，超过一定高度时，地面基本不受影响。

音爆是在空气中运动的物体速度突破音障时产生冲击波所引起的巨大响声。通常音爆是由超音速战斗机或其他超音速飞行器，如协和飞机，跨音速飞行时造成的，而另外枪械射击时所产生的爆音亦同样是一种音爆。飞机在以较低速度飞行时产生的声音是向各个方向传播的。由于飞机的运动，飞机头部发出的声波受到挤压，而飞机尾部发出的声波则被扩散。当飞机以音速飞行时，飞行的速度比它发出的声波的速度更快。观察快速行驶的汽艇可以发现，汽艇的速度比它形成的水波快，以致于水波不是在汽艇的周围以圆圈形式传播，而是排成三角形，三角形的顶尖正好与汽艇的头部相重合。对于音速飞行的飞机，由于声波是向各个方向传播的，形成的就不是三角形，而是圆锥形，锥体的顶尖位于机身上。在这个锥体中，飞机的声波被压缩成单个脉冲，这个锥体被飞机“拖着”，并向四周扩散，直至飞机过去后，声音才到达我们的耳朵，于是我们突然感到一个冲力，这就是音爆现象。当飞机以超越音速飞行时，声波则只是在飞机尾部之后形成，并且不再产生音爆为了消除音爆的影响，超音速飞机可以在到达海面上空之后才加速突破音障，而在内陆上空保持亚音速飞行，避免噪音对公众造成滋扰，这也是协和飞机一贯的做法。但相比亚音速客机，超音速飞机由于拥有升阻比较低的机翼、为超音速巡航而优化的发动机，除非使用一些特别的技术(如可变后掠翼)，否则亚音速飞行时的效率仍然相对差得多，并消耗更多的燃油，导致经济性奇差。
1970年代初在研究激波特性的时候，美国国家航空航天局和康乃尔大学的研究发现，可以对机身进行精细的调整，利用机身各部位产生的激波在相位上的差异，诱使它们互相抵消，使传递到地面的N形波的强度减小，减低音爆的影响。但由于当时技术上的限制，难以进行实验。2001年，美国国家航空航天局和诺斯洛普·格鲁门公司、国防预先研究计划局(DARPA)合作，启动“定形声爆验证”(Shaped Sonic Boom Demonstration)计划。2003年，一架机身经过改造的F-5E战斗机进行试验并获得成功，其降低声爆理论已被验证。美国国家航空航天局希望这项技术能在未来运用至商用和军用超音速飞机。

这是因为飞机的速度很快，它会造成声音短暂地发生一些爆破的声音。

这个是因为超过音速的时候他会与空气产生剧烈的摩擦。

这个是因为速度过快所导致的空气对流原因的。