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破音障的定义是什么?突破音障的条件是什么?

2023-04-04 08:19:53 来源:京华在线网

突破音障指的就是人们在实践中发现,在飞行速度达到音速的十分之九, 即马赫数Ma=0.9空中时速约950公里时,局部气流的速度可能就达到音速,产生局部激波, 从而使气动阻力剧增。要进一步提高速度,就需要发动机有更大的推力。所谓 突破音障就是,人们在实践中发现,在飞行速度达到音速的十分之九, 即马赫数MO.9空中时速约950公里时,局部气流的速度可能就达到音速,产生局部激波, 从而使气动阻力剧增。要进一步提高速度,就需要发动机有更大的推力。 更严重的是,激波能使流经机翼和机身表面的气流,变得非常紊乱,从而使飞机剧烈抖动,操纵十分困难。同时,机翼会下沉、机头往下栽;如果这时飞机正在爬升,机身会突然自动上仰。这些讨厌的症状,都可能导致飞机坠毁。这就是所谓“音障”问题。由于声波的传递速度是有限的,移动中的声源便可追上自己发出的声波。当物体速度增加到与音速相同时,声波开始在物体前面堆积。如果这个物体有足够的加速度,便能突破这个不稳定的声波屏障,冲到声音的前面去,也就是突破音障。

突破音障的条件是什么?

突破音障重要的是技术因素,不是一味的提高发动机推力,而在于通过改变飞机外形便于突破音障,大多数机型都能突破音障飞行了,甚至达到三个马赫数,即三倍音速。

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; 关键因素是相对厚度,即机翼最大厚度处厚度与翼弦的比率。以亚音速的活塞式飞机来说,轰炸机的相对厚度为17%,歼击机是14%;但对超音速飞机来说,相对厚度就很难超过5%,即机翼最大厚度处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。飞行器在速度达到声速左右时,会有一股强大的阻力,使飞行器产生强烈的振荡,速度衰减。这一现象被俗称为音障。当飞行器突破这一障碍后,整个世界都安静了,一切声音全被抛在了身后!那个白色的东西被称为音锥,是由于先前堆积的冲击波造成物体前端压力过大,又在物体突破了音障(sonic barrier)之后,堆积于机身前的巨大压力顿时消失,瞬间引起的压力骤减,导致空气中的水气凝结温度瞬间降低,于是水蒸气便凝结成小水滴,肉眼看来便像是云雾般的状态,其特征是一个以飞机为中心轴、从机翼前段开始向四周后方均匀扩散的圆锥状云团。

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