飞机速度达到音速时会出现什么情况 超音速时又会是怎样的(飞机达到 7 马赫速度会有什么危险)

飞机速度达到音速时会出现什么情况 超音速时又会是怎样的(飞机达到 7 马赫速度会有什么危险)

首页枪战射击轰炸飞机更新时间:2025-04-16

飞机速度达到音速时会出现什么情况 超音速时又会是怎样的,飞机达到 7 马赫速度会有什么危险

对现在的飞机而言,并不会发生什么很特殊的情况,但在过去,飞机突破音速是一件很困难的事情,受飞机的气动设计和结构刚性影响,老式飞机每当接近音速时,便会出现被称为“音障”的阻隔。

所谓“音障”,其实并不是说声音能形成墙,而是一种物理现象。在此之前我们需要先了解一下“音速”概念。

通常人们以“马赫”来诠释飞行速度与其现场声音传播速度的比率,1马赫约等于340m/s(1个标准大气压),这也是通常情况下声音在空气中传播的速率,所以,当大于1马赫时,飞机是超音速,小于1马赫时,飞机是亚音速。

正因为这个音速=340m/s,飞机低于或高于这个速度都不会发生什么变化,因为声音的音波震动在飞机的前面或后面,但如果飞机与声音速度平行,那么问题便出现了,机体与音波会产生震动。

声音本身就是能量在空气中的一种震动,当飞行器追上声音后,随着机体的不断同速前进,等于声波的震动能量会不断的在机体上叠加累积,继而形成比较高压的震波。

我们知道,飞机的飞行靠的就是机体在流体中运行所产生的高低压差,由此产生向上的升力,当音障的震波堆叠产生特异高压后,飞机的流体性能等于给“破了功”,飞行操纵会变得乏力而混乱,机体产生疯狂的震颤抖动,气动物理性能会在音障前变得乱七八糟。

结构差的飞机在“音障”前甚至会陷入机体破坏、解体的危险,结构较强的飞机,也会因为操纵困难和各种莫名其妙的气动变化,发生飞行失误,要么机头突然上扬,要么加剧俯冲,很容易坠毁。

再加上过去的老式飞机由于静稳定性设计,并不太符合高速下的飞行,当达到音速时,会因为局部超音速而形成巨大的阻力,发动机的功率也不够,很难持续的做功,为飞机提供跨越音速的动力,因此过去的老飞机遇到“音障”,就如同真的遇到一堵墙一样,哪怕强行俯冲突破,也只有机毁人亡的下场。

很长的时间里,人们称“音障”之外是不能达到的领域,是“未知之地”,尽管有多起飞行员声称借助俯冲突破音障的事件,但人们都没有获得详实的判定,而且当时的战机从设计上来说也无法突破音障。

但第二次世界大战期间,美国的航天部门已经开始关注并着手于超音速飞行的方法,1943年时项目进行了论证,到1945年时,已经由国家航空咨询委员会(NASA前身)制造出了X-1的全尺寸验证机,1947年,装载了火箭发动机,被命名为“迷人的葛兰妮”的X-1超音速验证机,由飞行员查克·耶格尔驾驶着突破了音障。

这次飞行异常艰难,X-1验证机并没有单独升空的能力,它需要由B-29轰炸机,也就是轰炸日本丢核弹的那种轰炸机运送上天,然后飞行员从内舱门爬入X-1中,之后B-29将其扔下,验证机在火箭加力的帮助下,向下俯冲以获得跨音速的突破。

在4台火箭发动机的帮助下,X-1达到了1.06马赫,并且保持这个速度飞行了18秒,查克·耶格尔成了人类第一个突破音障的飞行员。尽管1.06马赫在今天啥都不算,但在当年,X-1验证机等于打破了一个神话。

在飞行中,耶格尔遇到的问题也集中在突破音障时的震颤上,方向舵、升降舵先后失去了作用,飞机基本处于任性状态,耶格尔能管理的只有几台火箭的开关。

当今的战机对超音速飞行已经一点都不陌生,甚至F22这类战机还能进行1.76马赫的长时超音速巡航,在强大的发动机和更先进的气动、结构设计面前,“音障”早已成为过去式。当然,接近音障时的震颤与气压变化依然存在,但飞机通过强大的加速能力,瞬间就将声波摆脱在身后,几乎像啥都没发生一样。

在突破音障时,因为局部气压差的变化,常常也会形成一些特殊的“音爆云”,空气中的水分因为气压变化产生凝华现象,仿佛围绕在机身周围的白色裙子,看起来蔚为壮观。

不过需要注意的是,“音爆云”关键的因素在于压力而非速度,所以有些亚音速飞机照样能飞出来。而超音速飞机有时候即便超音速了,因为空气水分等问题,也不见得会出现音爆云,它不能作为是否超音速的绝对指标。

大家还看了
也许喜欢
更多游戏

Copyright © 2024 妖气游戏网 www.17u1u.com All Rights Reserved