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超音速飞行有(yǒu)多(duō)快,它是如何工作的?

发布时间:2023/4/15
  声速,即声波从其源头穿过空气的速度,在海平面上约為(wèi)每小(xiǎo)时768英里。直到第二次世界大战之后,地球上的任何飞机,无论是火箭动力还是其他(tā)方式,都没有(yǒu)突破过音障。即使是有(yǒu)史以来第一架喷气式战斗机 Messerschmitt Me262,也能(néng)达到每小(xiǎo)时540英里的最高速度。1947年10月14日,查克·耶格尔准将登上他(tā)的贝尔 X-0火箭飞机,被称為(wèi)“迷人的格伦尼斯”,成為(wèi)第一个打破音障并以超过音速飞行的人。
   
  Yeager 和 X-0在43,000英尺(声音在更高的高度以不同的速度传播)以每小(xiǎo)时700英里的速度飞行,从而在人类历史上首次实现“超音速”。最终,这架飞机在1950年退役之前的多(duō)次飞行测试中达到了每小(xiǎo)时957英里,当时它被捐赠给了史密森尼博物(wù)馆。这架飞机现在在弗吉尼亚州的 Udvar-Hazy 中心公开展示。
  超音速需要什么?
  根据美國(guó)宇航局的说法,超音速速度被赋予了一个马赫数。1马赫是音速。2马赫是音速的两倍,依此类推。像 McDonnell-Douglas F-15Eagle这样的战斗机能(néng)够以每小(xiǎo)时1,875英里或大约2.5马赫的速度飞行。SR-70黑鸟是冷战时期的侦察机,速度可(kě)达3马赫以上。
  至于真正达到这些速度,需要一点空气动力學(xué)的独创性和大量的动力。第一架喷气式战斗机是第三帝國(guó)的 Me262,由双容克 Jumo004发动机提供动力,总推力為(wèi)3,940磅。这使它能(néng)够达到每小(xiǎo)时540英里。另一方面,Bell X-0的火箭发动机可(kě)产生6,000磅的推力。
  还有(yǒu)空气阻力的问题。在风平浪静的日子里站在外面,周围的空气似乎并不是什么大障碍,但一旦你开始达到每小(xiǎo)时700英里以上的速度,空气就更像是一堵砖墙了。Bell X-0通过直接切入空气克服了这个问题。它被设计成子弹的形状,在这种情况下,是勃朗宁机枪 .50口径子弹。它的形状,加上当时闻所未闻的推力,使飞机真正突破了音障。
  与汽車(chē)一样,大多(duō)数与速度相关的问题都可(kě)以通过增加动力来解决。这就是為(wèi)什么像 F/A-18超级大黄蜂这样的超现代喷气式飞机可(kě)以达到高达1.6马赫的速度。它的形状不仅可(kě)以切开空气,而且34,000磅的推力也有(yǒu)很(hěn)大帮助。
  什么是音爆?
  当飞机突破超音速时,它通常会发出响亮的爆裂声(也称為(wèi)“音爆”),因為(wèi)飞机在空气中移动的绝对力会猛烈地置换空气分(fēn)子。这形成了電(diàn)影中经常描绘的冲击波,当事情发展得非常快时。这种响亮的爆裂声也是大多(duō)数弹药以超音速飞行时枪声如此响亮的原因。
  虽然像协和式客机及其苏联表亲图波列夫 Tu-144这样的客机在运送乘客时经常超音速(协和式飞机可(kě)以以1.8马赫的速度巡航)。现在到2023年,像波音737-800这样的普通客机只能(néng)以每小(xiǎo)时525英里的速度巡航,与二战时期喷气式战斗机的最高速度相差不遠(yuǎn)。近年来,军用(yòng)飞机(主要是战斗机)是唯一经常突破音障的飞机。静态混合器_混合器_管道混合器_汽水混合器-格莱特石化设备