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超音速飞机

音速是指声音在空气中传播的速度。高度不同,音速也不同。在海平面,音速约为1224公里/小时;而在海拔11000米时,音速约为1062公里/小时。在航空上,通常用M(即马赫)来表示音速,M=1即为音速的1倍;M=2即为音速的2倍。当飞机飞行速度接近音速时, 周围的气流动态会发生变化,出现激波或其它效应,会使机身抖动、失控,甚至空中解体, 并且还可产生极大的阻力,使飞机难以突破M=1的速度。人们把这种现象称之为音障。在第二次世界大战期间,一些活塞式战斗机在加速俯冲速度达到M= 0.9时,就曾强烈感受到了音障,并有的飞机因此而失事。当喷气式飞机出现后,使飞机速度有可能大幅度提高时,能否突破音障就成为航空界注视的一大焦点。英国首先开始对超音速飞机进 行研究。迈尔斯公司受官方委托于1943年研制M.52型喷气 式飞机,目标是速度达到M=1.6。但由于当时有人在驾驶其它飞机接近音速时失事遇难,官方认为载人的超音速飞行太危险,后来终止了这一计划。

美国于1944年开始了同样研究,它采用以火箭发动机为动力。贝尔公司于1945年制造出X-1火箭实验机,X-1的机翼很薄,平直翼型。它需由一架B-29型重型轰炸机挂在机身下带到空中,然后在空中点火,脱离轰炸机单独飞行。1947年10月14日,空军上尉查尔斯•耶格驾驶X-1在12800米的高空飞行速度达到1078公里/小时,M= 1.1015,人类首次突破了音障。1953年,试飞员道格拉斯驾驶着“流星烟火”号飞机,在喷气发动机和火箭的双重推力下,首次以音速2倍以上的速度飞行。这说明,只要突破M=1,就不会再有音障存在。人们通过研究发现,采用向后倾斜的机翼可以延缓或消除音障现象的出现,并减少飞行的阻力,有利于提高飞行速度,所以后来的亚音速和超音速飞机大都采用有向后倾斜角度的后掠翼、三角翼或梯形机翼。最早具有后掠翼的实用飞机是40年代后期诞生的美国F-86和苏联米格-15战斗机。而第一种实用的超音速飞机是美国于1949年研制成功的F-100战斗机。

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