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  • 1 # 使用者7960609916031

    阻力達到多大與飛機大小、質量、機身材料、正向投影面積等因素有關。具體多大不好回答。所謂 突破音障 就是,人們在實踐中發現,在飛行速度達到音速的十分之九,即馬赫數MO.9空中時速約950公里時,區域性氣流的速度可能就達到音速,產生區域性激波,從而使氣動阻力劇增.要進一步提高速度,就需要發動機有更大的推力.更嚴重的是,激波能使流經機翼和機身表面的氣流,變得非常紊亂,從而使飛機劇烈抖動,操縱十分困難.同時,機翼會下沉、機頭往下栽;如果這時飛機正在爬升,機身會突然自動上仰.這些討厭的症狀,都可能導致飛機墜毀.這就是所謂“音障”問題.由於聲波的傳遞速度是有限的,移動中的聲源便可追上自己發出的聲波.當物體速度增加到與音速相同時,聲波開始在物體前面堆積.如果這個物體有足夠的加速度,便能突破這個不穩定的聲波屏障,衝到聲音的前面去,也就是突破音障.物體與流體發生相對運動時,會對流體產生擾動.下面,以飛機與大氣的擾動為例,當飛機引起大氣的擾動之後,這個擾動將以波的形式向空間傳播.理想的形式為球面波.但根據相對運動原理,在1時刻飛機在地點1引起球面波1,之後飛機以v的速度前行,球面波以u的速度擴散,在2時刻飛機在地點2引起球面波2,兩者速度不變.如此積累,因為飛機始終在向前,則若干波的疊加後形狀.以上是飛機勻速飛行的情況,若飛機加速,則情況更加明顯.如果飛機速度沒有超音速,即vu時,第一次引起的擾動波將與以後引起的擾動波疊加,並始終處於飛機前部不遠處.這個不斷疊加的波就是我們通常所謂的激波了.接近音障第二次世界大戰後期,戰鬥機的最大速度,已超過每小時700公里.要進一步提高速度,就碰到所謂“音障”問題.聲音在空氣中傳播的速度,受空氣溫度的影響,數值是有變化的.飛行高度不同,大氣溫度會隨著高度而變化,因此音速也不同.在國際標準大氣情況下,海平面音速為每小時1227.6公里,在11000米的高空,是每小時1065.6公里.時速700多公里的飛機,迎面氣流在流過機體表面的時候,由於表面各處的形狀不同,區域性時速可能出700公里大得多.當飛機再飛快一些,區域性氣流的速度可能就達到音速,產生區域性激波,從而使氣動阻力劇增.這種“音障”, 曾使高速戰鬥機飛行員們深感迷惑.每當他們的飛機接近音速時,飛機操縱上都產生奇特的反應,處置不當就會機毀人亡.第二次世界大戰後期,英國的噴火式戰鬥機和美國的“雷電”式戰鬥機,在接近音速的高速飛行時,最早感覺到空氣的壓縮性效應.也就是說,在高速飛行的飛機前部,由於區域性激波的產生,空氣受到壓縮,阻力急劇增加.“噴火”式飛機用最大功率俯衝時,速度可達音速的十分之九.這樣快的速度,已足以使飛機感受到空氣的壓縮效應.為了更好地表達飛行速度接近或超過當地音速的程度,科學家採用了一個反映飛行速度的重要引數:馬赫數.它是飛行速度與當地音速的比值,簡稱M數.M數是以奧地利物理學家伊·馬赫的姓氏命名的.馬赫曾在19世紀末期進行過槍彈彈丸的超音速實驗,最早發現擾動源在超音速氣流中產生的波陣面,即馬赫波的存在.M數小於1,表示飛行速度小於音速,是亞音速飛行;M數等於1,表示飛行速度與音速相等;M數大於1,表示飛行速度大於音速,是超音速飛行.第二次世界大戰後期,飛行速度達到了650-750公里/小時的戰升機,已經接近活塞式飛機飛行速度的極限.例如美國的P-5lD“Mustang”式戰鬥機,最大速度每小時765 公里,大概是用螺旋槳推進的活塞式戰升機中,飛得最快的了.若要進一步提高飛行速度,必須增加發動機推力但是活塞式發動機已經無能為力.航空科學家們認識到,要向音速衝擊,必須使用全新的航空發動機,也就是噴氣式發動機.

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