| |
|
突破音障
|
|
空气动力学家和飞机设计师们密切合作。进行了一系列飞行试验，结果表明：要进一步提高飞行速度，飞机必须采用新的空气动力外形，例如后掠形机翼要设法减薄。前苏联中央茹科夫斯基流体动力研究所的专家们，曾对后掠翼和后掠翼飞机的配置型式，进行了大量的理论研究和风洞试验。由奥斯托斯拉夫斯基领导进行的试验中，曾用飞机在高空投放装有固体火箭加速器的模型小飞机。模型从飞机上投下后，在滑翔下落过程中，火箭加速器点火，使模型飞机的速度超过音速。专家们据此探索超音速飞行的规律性。苏联飞行研究所还进行了一系列研究，了解在空气可压缩性和气动弹性作用增大下，高速飞机所具有的空气动力特性。这些基础研究，对超音速飞机的诞生，都起到了重要作用。
美国对超音速飞机的研究，主要集中在贝尔X－１型“空中火箭”式超音速火箭动力研究机上。研制X－１最初的意图，是想制造出一架飞行速度略微超过音速的飞机。X－l飞机的翼型很薄，没有后掠角。它采用液体火箭发动机做动力。由于飞机上所能携带的火箭燃料数量有限，火箭发动机工作的时间很短，因此不能用X－１自己的动力从跑道上起飞，而需要把它挂在一架B－２９型“超级堡垒”重型轰炸机的机身下，升入天空。
飞行员在升空之前，已经在X－l的座舱内坐好。轰炸机飞到高空后，象投炸弹那样，把X－l投放开去。X－l离开轰炸机后，在滑翔飞行中，再开动自己的火箭发动机加速飞行。X－１进行第一次空中投放试验，是在１９４６年１月１９日；而首次在空中开动其火箭动力试飞，则要等到当年１２月９日才进行，使用的是X－１的２号原型机。
又过了大约一年，X－l的首次超音速飞行才获得成功。完成人类航空史上这项创举的，是美国空军的试飞员查尔斯．耶格尔上尉。他是在１９４７年１０月１４日完成的。２４岁的查尔斯·耶格尔从此成为世界上第一个飞得比声音更快的人，使他的名字载入航空史册。那是一次很艰难的飞行。耶格尔驾驶X－１在１２８００米的高空，使飞行速度达到１０７８公里／小时，相当于M１．０１５。
在人类首次突破“音障”之后，研制超音速飞机的进展就加快了。美国空军和海军在竞创速度记录方面展开了竞争。１９５１年８月７日，美国海军的道格拉斯 D．５５８－II型“空中火箭”式研究机的速度，达到M１．８８。有趣的是，X－l型和D．５５８－II型，都被称为“空中火箭”。 D．５５８－II也是以火箭发动机为动力，由试飞员威廉·布里奇曼驾驶。８天之后，布里奇曼驾驶这架研究机，飞达２２７２１米的高度，使他成为当时不但飞得最快，而且飞得最高的人。接着，在１９５３年，“空中火箭”的飞行速度，又超过了M２．０，约合２１７２公里／小时。
人们通过理论研究和一系列研究机的飞行实践，包括付出了血的代价，终于掌握了超音速飞行的规律。高速飞行研究的成果，首先被用于军事上，各国竞相研制超音速战斗机。１９５４年，前苏联的米格－１９和美国的F－１００“超佩刀”问世，这是两架最先服役的仅依靠本身喷气发动机即可在平飞中超过音速的战斗机；很快，１９５８年F－１０４和米格－２１又将这一记录提高到了M２．０。尽管这些数据都是在飞机高空中加力全开的短时间才能达到，但人们对追求这一瞬间的辉煌还是乐此不疲。将“高空高速”这一情结发挥到极致的是两种“双三”飞机，米格－２５和SR－７１，它们的升限高达３００００米，最大速度则达到了惊人的M３．０，已经接近了喷气式发动机的极限。随着近年来实战得到的经验，“高空高速”并不适用，这股热潮才逐渐冷却。
超音速飞机的机体结构，同亚音速飞机相当不同：机翼必须薄得多；关键因素是宽高比，即机翼厚度与翼弦的比率。以亚音速的活塞式飞机来说，轰炸机的宽高比为１７％，歼击机是１４％；但对超音速飞机来说，厚弦比就很难超过５％，即机翼厚度只有翼弦的二十分之一或更小，机翼的最大厚度可能只有十几个厘米。超音速飞机的翼展（即机翼两端的使离）不能太大，而是趋向于较宽较短，翼弦增大。设计师们想出的办法之一，是将机翼做成三角形，前缘的后掠角较大，翼根很长，从机头到机尾同机身相接（如幻影－２０００）。另一个办法，把超音速机翼做得又薄又短，可以不用后掠角（如F－１０４）。
由上可以知道，根据一架飞机的外形，我们就基本上可以判断出它是超音速还是亚音速的飞机了上一页 [1] [2]
|
|
| 上一篇文章： 空天飞机 |
| 下一篇文章： 什么是失重 |
| |
|
|
