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商用超音速技术的前身:军用超音速飞机

2013年08月16日 15:42
来源:凤凰科技

凤凰科技讯  超音速技术一开始就出现在飞机领域,那时候,超音速飞机是一个国家天空中最锋利的剑;一个国家拥有超音速飞机是在空军强国中占有一席之地的基本条件。在军事领域的土壤里,超音速技术也逐渐从雏形走向了成熟。在军事领域成熟的超音速技术才有了逐渐转为商用、民用的可能。可以说,军用超音速飞机是商用超音速技术的基础。今天,商用超音速技术随着超级高铁的兴起和超音速飞机的复兴而再次火热起来,我们不妨来回顾一下军用超音速飞机的来龙去脉。

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,周围的流动态会发生变化,出现激波或其它效应,会使机身抖动超音速战斗机突破音障瞬间、失控,甚至空中解体,并且还可产生极大的阻力,使难以突破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M52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,贝尔公司于1945年制造出X—1火箭实验机,C—1的机翼很薄,平直翼型。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。

北美航空的F-100 超佩刀是美国空军第一种正式服役的可在平飞中达到超音速的战斗机。虽然F-100 最初是严格按照空中优势战斗机进行设计的,但在服役中扮演最多的角色却是战斗轰炸机,并在越战初期成功执行了大量对地攻击任务。由于超佩刀是美国百字头战斗机系列的第一种型号,技术上难免有不成熟之处,再加上仓促上马,造成生产型飞机存在大量隐患,服役中频繁坠机。F-100A 生产203 架,坠毁50 架;F-100C 生产476 架,坠毁85 架;生产数量最多的1,274 架F-100D 中有超过500 架毁损于各种事故,安全记录只能用恐怖来形容。

[责任编辑:韩林君] 标签:超音速飞机 超音速技术 音障
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