超音速飞行

超音速飞行

飞行器以马赫数1.2以上速度的飞行
飞行器以马赫数为1.2~5.0的速度飞行(见飞行速度)。人类首次超音速飞行是 1947年美国用X-1飞机实现的。现代的军用飞机大多在这个速度区内飞行。这时波阻成为阻力的主要部分。因此把翼面做成平滑、薄而短的后掠形或三角形,机身做成尖头细长形显然有利,但这将使亚音速飞行性能变差。[1]
    中文名:超音速飞行 外文名: 别名: 英文名:transonic flight 协和飞机:首架超音速客机 个人超音速:费利克斯·鲍姆加特纳 猎鹰03号:中国自主研发首架超音速飞机

相关概念

音速是指声音在空气中传播的速度。高度不同,音速也就不同。在海平面,音速约为1224公里/小时。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。

音速:是温度的函数,15摄氏度时的音速约为每秒钟340米。马赫:超高速单位,物体运动的速度与音速的比值为马赫或马赫数。亚音速:速度小于1马赫。超音速:速度在1至5马赫间。高超音速:速度在5马赫以上。

飞行器以马赫数为1.2~5.0的速度飞行(见飞行速度)。人类首次超音速飞行是1947年美国用X-1飞机实现的。现代的军用飞机大多在这个速度区内飞行。这时波阻成为阻力的主要部分。因此把翼面做成平滑、薄而短的后掠形或三角形,机身做成尖头细长形显然有利,但这将使亚音速飞行性能变差。

发展历史

人类首次超声速飞行是1947年美国用X-1飞机实现的。现代的军用机大多在这个速度区内飞行。这时波阻成为阻力的主要部分。因此把翼面做成平滑、薄而短的后掠形或三角形,机身做成尖头细长形。超声速飞行的特点是:气动中心后移,纵向静稳定性增大;飞机阻尼随马赫数增大而减小。二者都导致飞机扰动衰减缓慢,操纵性变坏,航向稳定性差,故需加大垂直尾翼面积或采用自动化装置。

高速飞行导致的气动加热在飞行马赫数小于2.5时,铝合金强度尚可维持。马赫数达3.0后,气动加热加剧,须采用耐热材料。为防止声爆和噪声危害,许多国家禁止在居民区上空作超声速飞行。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、失控,甚至空中解体,并且还可产生极大的阻力,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M。52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,它采用以火箭发动机为动力。

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。它需由一架B—29型重型轰炸机挂在机身下带到空中,然后在空中点火,脱离轰炸机单独飞行。1947年10月14日,空军上尉查尔斯·耶格驾驶X—1在12800米的高空飞行速度达到1078公里/小时,M=1.1015,人类首次突破了音障。

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。

简要介绍

超音速飞机的英文:supersonicaircraft

各国正在对一种超音速冲压喷射发动机进行试验,以用于商业用途。澳洲昆士兰大学的特超音速中心将在今年6月底和7月初进行这种发动机的首次试验,实验用的发动机样机使用高速气流点燃无污染的氢气,造价超过100万澳元。

但专家指出,目前无人驾驶的超音速飞机最大的用途还是在军事上。

飞行速度纪录由美国的X-15飞机在1967年10月创下,为6.7马赫;但X-15以火箭做动力,自身带有燃料和氧化剂。而X-43A的发动机属吸气型,飞机携带氢气做燃料,从大气层吸取氧气混合燃烧。目前最快的吸气型飞机是美国的SR-71“黑鸟”侦察机。飞行速度大约3.1马赫。美国还在研制“曙光女神”高速侦察机,其结构不同于现有的飞机和航天器,已多次试飞,速度为4.5至6马赫。据称,它将取代SR-71侦察机,既可实施侦察,也可执行攻击任务。

法国国家航空航天公司与航空航天研究院,正在研制一种HAHV高空高速无人驾驶侦察机,其速度达6至8马赫,航程可达2000公里。在30-35公里高度上,它能实行电子情报搜集等多种任务,尤其擅长于侦察视界外敌防空阵地情况。

印度航空开发署研制的轻型超音速战斗机今年1月首次试飞成功。

第一人

首个超音速飞行人

美国罗斯威尔

当地时间3月15日,美国罗斯威尔,高空极限跳伞运动员、奥地利“跳伞狂人”费利克斯·鲍姆加特纳从距离地面21800米高空跳下并安全着陆。据介绍,这是今年8月份超高空极限跳伞前的热身,届时他将从3.7万米的高空跳下,进入超音速飞行状态。

按计划,鲍姆加特纳将爬进8英尺的“太空梭”,乘坐充满氦气的气球上升至3.7万米的超高空,然后一跃而下,直到跌至约1500米才打开降落伞。从跳伞到抵达地面仅需10分钟,预计其中的35秒钟将处于超音速飞行状态。如果成功,他将仅仅依靠重力加速度打破音障,成为第一个真正意义上超音速飞行的人类。

超越音速最危险

在整个“自由落体”过程中,最大的危险是鲍姆加特纳要防止在超音速俯冲过程中出现旋转晕厥。现人类最高跳伞纪录保持者乔·奇廷尔在1960年成功从10.2万英尺(约3.1万米)高空跳下。当年,他在高空急速下降的过程中,就出现了眩晕现象,他甚至失去了意识和知觉,没能打开降落伞。幸好,自动开伞装置及时启动,救了他一命。因为这种“亡命”的危险,50年过去,很少有人敢尝试和挑战这个高度。

如果鲍姆加特纳今年成功,他将打破四个世界纪录:最高海拔的自由落体飞行、载人气球飞行的最大高度、最长距离的自由落体飞行以及最快达超音速的人体飞行。

看看他的超级装备

要完成一个突破人类极限的壮举,鲍姆加特纳需要强有力的装备支持——那些贵重又稀奇的高科技。

“超音速头盔”

特制的“超音速头盔”能保护他的头部,在超越音速的下降中,不会受到太大的压力冲击,以防止他晕厥。此外,头盔还配有遮挡太阳的功能,以帮助他保持清晰的视觉。

“宇航服”

他的跳伞服类似于宇航员的宇航服,但比宇航服更轻盈,活动更自由。这套装备具有增压功能。因为在高空下降中,大气压力会迅速下降,液体的沸点也会急速下降,如果没有保护,他的血液就会在低压下“沸腾”。此外,里面还将提供大约维持20分钟的氧气,这套衣服还要抵御下降过程中零下70℃的低温。

飞行器

鲍姆加特纳挑战的高度,已经超越了一般民航飞机飞行高度的3至6倍,因此,他乘坐的飞行器已经类似于宇航飞船一样的升空舱,这个大家伙重约1.13吨,在一直径达182米的氦气球的牵引下,上升至海拔3.65万米的平流层,随后打开舱门后由一个弹射器将他弹出。

特点

超音速飞行的特点是:气动中心后移,纵向静稳定性增大;飞机阻尼随马赫数增大而减小。二者都导致飞机扰动衰减缓慢,操纵性变坏(见扰动运动模态),高空中尤甚。故驾驶动作应柔和,杆、舵要协调。由于水平尾翼、垂直尾翼效率降低,铰链力矩剧增,且变化规律复杂,需用全动水平尾翼和不可逆助力器。尾翼效率的降低使飞机的航向稳定性和横向稳定性(见飞行器动态特性)都随马赫数的增加而下降。

特别是高空飞行,航向稳定性更差,故需加大垂直尾翼面积或采用自动化装置或限制飞行马赫数。因高空空气稀薄,大气温度低,使飞行速度范围小,加速慢和爬升率降低。当高度剧变时,高度表和速度表指示将产生较大的延迟误差,真速和表速指示值差别加大。高速飞行导致的气动加热在飞行马赫数小于2.5时,铝合金强度尚可维持。马赫数达3.0后,气动加热加剧,须采用耐热合金材料(见热强度分析)。为防止音爆和噪声危害,许多国家禁止在居民区上空作超音速飞行。

应用设备

冲压喷气发动机

音速:是温度的函数,20摄氏度时的音速约为每秒钟340米。马赫:超高速单位,物体运动的速度与音速的比值为马赫或马赫数。亚音速:速度小于1马赫。超音速:速度在1至5马赫间。高超音速:速度在5马赫以上。

高超音速飞机采用的是超音速燃烧冲压发动机,它类属于冲压发动机。冲压发动机的原理由法国人雷恩?洛兰于1913年提出,1939年首次被德国用于V-1飞弹上。冲压发动机由进气道、燃烧室、推进喷管三部分组成,它比涡轮喷气发动机简单得多。冲压是利用迎面气流进入发动机后减速、提高静压的过程。该过程不需要高速旋转的、复杂的压气机。高速气流经扩张减速,气压和温度升高后,进入燃烧室与燃油混合燃烧,温度为2000—2200℃,甚至更高,经膨胀加速,由喷口高速排出,产生推力。

冲压喷气发动机目前分为亚音速、超音速、超音速燃烧(或高超音速)三类。亚音速冲压发动机以航空煤油为燃料,采用扩散形进气道和收敛形喷管,飞行时增压比不超过1.89。速度在小于0.5马赫时一般无法工作。超音速冲压发动机采用超音速进气道,燃烧室入口为亚音速气流,采用收敛形或收敛扩散形喷管。

用航空煤油或烃类作为燃料。推进速度为2至5马赫,可用于超音速靶机和地对空导弹。超音速燃烧(高超音速)发动机是一种使用碳氢燃料或液氢燃料新颖的发动机,空气在发动机内的流速始终保持为超音速,飞行速度高达5至16马赫。

设备区别

今天喷气式飞机使用的最普通的喷气发动机是涡扇喷气发动机。带有外涵道的喷气发动机的早期设计出现在20世纪30年代。40和50年代,人们对早期的涡扇发动机进行了试验。然而,由于对风扇叶片设计制造的要求非常高,因此直到60年代,人们才得以制造出符合涡扇发动机要求的风扇叶片,从而揭开了涡扇发动机实用化的阶段。

涡扇喷气发动机由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成,发动机利用气压机先对进入发动机的空气进行压缩,压缩的空气和燃料混合并被点燃,随后气体爆炸推动飞机前进,后面的涡扇和前面的压缩机处在同一根轴承上。

超音速燃烧发动机同涡扇喷气发动机存在不同。其实,它也有别于火箭发动机。虽然,多级火箭的速度极高,可达20多马赫,但是它携带着全部的燃料,因而在相同体积的情况下,其有效负载低于安装有超音速燃烧冲压发动机的飞行器。

安卓游戏

基本信息

超音速飞行[V1.40

大小:5916KB

时间:2011-12-18

类别:赛车射击

语言:中文

系统:Android 1.6+

游戏介绍

一款以未来世界为背景的快节奏竞速类游戏。通过比赛的胜利可以解除新的赛道及飞船。游戏中拥有独特的游戏模式,不同的赛道,飞船,武器。生涯模式中拥有22个事件,8种完全不同背景的赛道,5种带有武器及推进器的飞船等等。

《超音速飞行》拥有非常真实的3D画面,玩起来绝对要比那赛车爽多了,给人的感觉就仿似置身于外太空一样,同时游戏还有2种不同的模式,满足你不同的需求,多种不同的赛道,5种威力满满的武器,帮助你随时把对手炸飞!8种炫酷又真实的场景会让你对游戏爱不释手的。

超音速飞行V4.0游戏采用3D的视觉效果,真实的再现了一款极速竞速的游戏体验,你可以不断的经过比赛来获取奖励来解锁新的赛道和飞行器,体验每一种飞行器飞行在这赛道之上.

1.2.1版本更新日志:

新的控制模式:修复了一些设备中(如XOOM)重力感应控制反向的问题;

其他的一些小错误的修正。

安装指南

请从“下载地址”中下载好软件的apk文件,然后使用PC端工具来安装已经下载好的apk文件,或者将apk文件直接放到手机中存储卡中,使用文件管理器进行安装。

支持分辨率

QVGA(320×240),WQVGA(400×240),HVGA(480×320),640×360,VGA(640×480),WVGA(800×480,FWVGA(480×854,qHD(960×540,DVGA(960×640),480×1024,WSVGA(1024×600,WXGA(1280×800,XGA(768×1280,1280×720

强大推力

音速:音速约为每秒钟340米。马赫:超高速单位,物体运动的速度与音速的比值为马赫或马赫数。亚音速:速度小于1马赫。超音速:速度在1至5马赫间。高超音速:速度在5马赫以上。

高超音速飞机采用的是超音速燃烧冲压发动机,它类属于冲压发动机。冲压发动机的原理由法国人雷恩?洛兰于1913年提出,1939年首次被德国用于V-1飞弹上。冲压发动机由进气道、燃烧室、推进喷管三部分组成,它比涡轮喷气发动机简单得多。冲压是利用迎面气流进入发动机后减速、提高静压的过程。该过程不需要高速旋转的、复杂的压气机。高速气流经扩张减速,气压和温度升高后,进入燃烧室与燃油混合燃烧,温度为2000—2200℃,甚至更高,经膨胀加速,由喷口高速排出,产生推力。

冲压喷气发动机目前分为亚音速、超音速、超音速燃烧(或高超音速)三类。亚音速冲压发动机以航空煤油为燃料,采用扩散形进气道和收敛形喷管,飞行时增压比不超过1.89。速度在小于0.5马赫时一般无法工作。超音速冲压发动机采用超音速进气道,燃烧室入口为亚音速气流,采用收敛形或收敛扩散形喷管。

用航空煤油或烃类作为燃料。推进速度为2至5马赫,可用于超音速靶机和地对空导弹。超音速燃烧(高超音速)发动机是一种使用碳氢燃料或液氢燃料新颖的发动机,空气在发动机内的流速始终保持为超音速,飞行速度高达5至16马赫。

与同类的区别

今天喷气式飞机使用的最普通的喷气发动机是涡扇喷气发动机。带有外涵道的喷气发动机的早期设计出现在20世纪30年代。40和50年代,人们对早期的涡扇发动机进行了试验。然而,由于对风扇叶片设计制造的要求非常高,因此直到60年代,人们才得以制造出符合涡扇发动机要求的风扇叶片,从而揭开了涡扇发动机实用化的阶段。

涡扇喷气发动机由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成,发动机利用气压机先对进入发动机的空气进行压缩,压缩的空气和燃料混合并被点燃,随后气体爆炸推动飞机前进,后面的涡扇和前面的压缩机处在同一根轴承上。

超音速燃烧发动机同涡扇喷气发动机存在不同。其实,它也有别于火箭发动机。虽然,多级火箭的速度极高,可达20多马赫,但是它携带着全部的燃料,因而在相同体积的情况下,其有效负载低于安装有超音速燃烧冲压发动机的飞行器。 

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