超音速飛行

超音速飛行

飛行器以馬赫數1.2以上速度的飛行
飛行器以馬赫數為1.2~5.0的速度飛行(見飛行速度)。人類首次超音速飛行是 1947年美國用X-1飛機實現的。現代的軍用飛機大多在這個速度區内飛行。這時波阻成為阻力的主要部分。因此把翼面做成平滑、薄而短的後掠形或三角形,機身做成尖頭細長形顯然有利,但這将使亞音速飛行性能變差。[1]
    中文名:超音速飛行 外文名: 别名: 英文名:transonic flight 協和飛機:首架超音速客機 個人超音速:費利克斯·鮑姆加特納 獵鷹03号:中國自主研發首架超音速飛機

相關概念

音速是指聲音在空氣中傳播的速度。高度不同,音速也就不同。在海平面,音速約為1224公裡/小時。在航空上,通常用M(即馬赫)來表示音速,M=1即為音速的1倍;M=2即為音速的2倍。

音速:是溫度的函數,15攝氏度時的音速約為每秒鐘340米。馬赫:超高速單位,物體運動的速度與音速的比值為馬赫或馬赫數。亞音速:速度小于1馬赫。超音速:速度在1至5馬赫間。高超音速:速度在5馬赫以上。

飛行器以馬赫數為1.2~5.0的速度飛行(見飛行速度)。人類首次超音速飛行是1947年美國用X-1飛機實現的。現代的軍用飛機大多在這個速度區内飛行。這時波阻成為阻力的主要部分。因此把翼面做成平滑、薄而短的後掠形或三角形,機身做成尖頭細長形顯然有利,但這将使亞音速飛行性能變差。

發展曆史

人類首次超聲速飛行是1947年美國用X-1飛機實現的。現代的軍用機大多在這個速度區内飛行。這時波阻成為阻力的主要部分。因此把翼面做成平滑、薄而短的後掠形或三角形,機身做成尖頭細長形。超聲速飛行的特點是:氣動中心後移,縱向靜穩定性增大;飛機阻尼随馬赫數增大而減小。二者都導緻飛機擾動衰減緩慢,操縱性變壞,航向穩定性差,故需加大垂直尾翼面積或采用自動化裝置。

高速飛行導緻的氣動加熱在飛行馬赫數小于2.5時,鋁合金強度尚可維持。馬赫數達3.0後,氣動加熱加劇,須采用耐熱材料。為防止聲爆和噪聲危害,許多國家禁止在居民區上空作超聲速飛行。當飛機飛行速度接近音速時,周圍的流動态會發生變化,出現激波或其它效應,會使機身抖動、失控,甚至空中解體,并且還可産生極大的阻力,難以突破M=1的速度。人們把這種現象稱之為音障

在第二次世界大戰期間,一些活塞式戰鬥機在加速俯沖速度達到M=0.9時,就曾強烈感受到了音障,并有的飛機因此而失事。當噴氣式飛機出現後,使飛機速度有可能大幅度提高時,能否突破音障就成為航空界注視的一大焦點。英國首先開始對超音速飛機進行研究。邁爾斯公司受官方委托于1943年研制M。52型噴氣式飛機,目标是速度達到M=1.6。但由于當時有人在駕駛其它飛機接近音速時失事遇難,官方認為載人的超音速飛行太危險,後來終止了這一計劃。美國于1944年開始了同樣研究,它采用以火箭發動機為動力。

貝爾公司于1945年制造出X—1火箭實驗機,C—1的機翼很薄,平直翼型。它需由一架B—29型重型轟炸機挂在機身下帶到空中,然後在空中點火,脫離轟炸機單獨飛行。1947年10月14日,空軍上尉查爾斯·耶格駕駛X—1在12800米的高空飛行速度達到1078公裡/小時,M=1.1015,人類首次突破了音障。

1953年,試飛員道格拉斯駕駛着“流星煙火”号飛機,在噴氣發動機和火箭的雙重推力下,首次以音速2倍以上的速度飛行。這說明,隻要突破M=1,就不會再有音障存在。人們通過研究發現,采用向後傾斜的機翼可以延緩或消除音障現象的出現,并減少飛行的阻力,有利于提高飛行速度,所以後來的亞音速和超音速飛機大都采用有向後傾斜角度的後掠翼、三角翼或梯形機翼。

簡要介紹

超音速飛機的英文:supersonicaircraft

各國正在對一種超音速沖壓噴射發動機進行試驗,以用于商業用途。澳洲昆士蘭大學的特超音速中心将在今年6月底和7月初進行這種發動機的首次試驗,實驗用的發動機樣機使用高速氣流點燃無污染的氫氣,造價超過100萬澳元。

但專家指出,目前無人駕駛的超音速飛機最大的用途還是在軍事上。

飛行速度紀錄由美國的X-15飛機在1967年10月創下,為6.7馬赫;但X-15以火箭做動力,自身帶有燃料和氧化劑。而X-43A的發動機屬吸氣型,飛機攜帶氫氣做燃料,從大氣層吸取氧氣混合燃燒。目前最快的吸氣型飛機是美國的SR-71“黑鳥”偵察機。飛行速度大約3.1馬赫。美國還在研制“曙光女神”高速偵察機,其結構不同于現有的飛機和航天器,已多次試飛,速度為4.5至6馬赫。據稱,它将取代SR-71偵察機,既可實施偵察,也可執行攻擊任務。

法國國家航空航天公司與航空航天研究院,正在研制一種HAHV高空高速無人駕駛偵察機,其速度達6至8馬赫,航程可達2000公裡。在30-35公裡高度上,它能實行電子情報搜集等多種任務,尤其擅長于偵察視界外敵防空陣地情況。

印度航空開發署研制的輕型超音速戰鬥機今年1月首次試飛成功。

第一人

首個超音速飛行人

美國羅斯威爾

當地時間3月15日,美國羅斯威爾,高空極限跳傘運動員、奧地利“跳傘狂人”費利克斯·鮑姆加特納從距離地面21800米高空跳下并安全着陸。據介紹,這是今年8月份超高空極限跳傘前的熱身,屆時他将從3.7萬米的高空跳下,進入超音速飛行狀态。

按計劃,鮑姆加特納将爬進8英尺的“太空梭”,乘坐充滿氦氣的氣球上升至3.7萬米的超高空,然後一躍而下,直到跌至約1500米才打開降落傘。從跳傘到抵達地面僅需10分鐘,預計其中的35秒鐘将處于超音速飛行狀态。如果成功,他将僅僅依靠重力加速度打破音障,成為第一個真正意義上超音速飛行的人類。

超越音速最危險

在整個“自由落體”過程中,最大的危險是鮑姆加特納要防止在超音速俯沖過程中出現旋轉暈厥。現人類最高跳傘紀錄保持者喬·奇廷爾在1960年成功從10.2萬英尺(約3.1萬米)高空跳下。當年,他在高空急速下降的過程中,就出現了眩暈現象,他甚至失去了意識和知覺,沒能打開降落傘。幸好,自動開傘裝置及時啟動,救了他一命。因為這種“亡命”的危險,50年過去,很少有人敢嘗試和挑戰這個高度。

如果鮑姆加特納今年成功,他将打破四個世界紀錄:最高海拔的自由落體飛行、載人氣球飛行的最大高度、最長距離的自由落體飛行以及最快達超音速的人體飛行。

看看他的超級裝備

要完成一個突破人類極限的壯舉,鮑姆加特納需要強有力的裝備支持——那些貴重又稀奇的高科技。

“超音速頭盔”

特制的“超音速頭盔”能保護他的頭部,在超越音速的下降中,不會受到太大的壓力沖擊,以防止他暈厥。此外,頭盔還配有遮擋太陽的功能,以幫助他保持清晰的視覺。

“宇航服”

他的跳傘服類似于宇航員的宇航服,但比宇航服更輕盈,活動更自由。這套裝備具有增壓功能。因為在高空下降中,大氣壓力會迅速下降,液體的沸點也會急速下降,如果沒有保護,他的血液就會在低壓下“沸騰”。此外,裡面還将提供大約維持20分鐘的氧氣,這套衣服還要抵禦下降過程中零下70℃的低溫。

飛行器

鮑姆加特納挑戰的高度,已經超越了一般民航飛機飛行高度的3至6倍,因此,他乘坐的飛行器已經類似于宇航飛船一樣的升空艙,這個大家夥重約1.13噸,在一直徑達182米的氦氣球的牽引下,上升至海拔3.65萬米的平流層,随後打開艙門後由一個彈射器将他彈出。

特點

超音速飛行的特點是:氣動中心後移,縱向靜穩定性增大;飛機阻尼随馬赫數增大而減小。二者都導緻飛機擾動衰減緩慢,操縱性變壞(見擾動運動模态),高空中尤甚。故駕駛動作應柔和,杆、舵要協調。由于水平尾翼、垂直尾翼效率降低,鉸鍊力矩劇增,且變化規律複雜,需用全動水平尾翼和不可逆助力器。尾翼效率的降低使飛機的航向穩定性和橫向穩定性(見飛行器動态特性)都随馬赫數的增加而下降。

特别是高空飛行,航向穩定性更差,故需加大垂直尾翼面積或采用自動化裝置或限制飛行馬赫數。因高空空氣稀薄,大氣溫度低,使飛行速度範圍小,加速慢和爬升率降低。當高度劇變時,高度表和速度表指示将産生較大的延遲誤差,真速和表速指示值差别加大。高速飛行導緻的氣動加熱在飛行馬赫數小于2.5時,鋁合金強度尚可維持。馬赫數達3.0後,氣動加熱加劇,須采用耐熱合金材料(見熱強度分析)。為防止音爆和噪聲危害,許多國家禁止在居民區上空作超音速飛行。

應用設備

沖壓噴氣發動機

音速:是溫度的函數,20攝氏度時的音速約為每秒鐘340米。馬赫:超高速單位,物體運動的速度與音速的比值為馬赫或馬赫數。亞音速:速度小于1馬赫。超音速:速度在1至5馬赫間。高超音速:速度在5馬赫以上。

高超音速飛機采用的是超音速燃燒沖壓發動機,它類屬于沖壓發動機。沖壓發動機的原理由法國人雷恩?洛蘭于1913年提出,1939年首次被德國用于V-1飛彈上。沖壓發動機由進氣道、燃燒室、推進噴管三部分組成,它比渦輪噴氣發動機簡單得多。沖壓是利用迎面氣流進入發動機後減速、提高靜壓的過程。該過程不需要高速旋轉的、複雜的壓氣機。高速氣流經擴張減速,氣壓和溫度升高後,進入燃燒室與燃油混合燃燒,溫度為2000—2200℃,甚至更高,經膨脹加速,由噴口高速排出,産生推力。

沖壓噴氣發動機目前分為亞音速、超音速、超音速燃燒(或高超音速)三類。亞音速沖壓發動機以航空煤油為燃料,采用擴散形進氣道和收斂形噴管,飛行時增壓比不超過1.89。速度在小于0.5馬赫時一般無法工作。超音速沖壓發動機采用超音速進氣道,燃燒室入口為亞音速氣流,采用收斂形或收斂擴散形噴管。

用航空煤油或烴類作為燃料。推進速度為2至5馬赫,可用于超音速靶機和地對空導彈。超音速燃燒(高超音速)發動機是一種使用碳氫燃料或液氫燃料新穎的發動機,空氣在發動機内的流速始終保持為超音速,飛行速度高達5至16馬赫。

設備區别

今天噴氣式飛機使用的最普通的噴氣發動機是渦扇噴氣發動機。帶有外涵道的噴氣發動機的早期設計出現在20世紀30年代。40和50年代,人們對早期的渦扇發動機進行了試驗。然而,由于對風扇葉片設計制造的要求非常高,因此直到60年代,人們才得以制造出符合渦扇發動機要求的風扇葉片,從而揭開了渦扇發動機實用化的階段。

渦扇噴氣發動機由進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪和尾噴管組成,發動機利用氣壓機先對進入發動機的空氣進行壓縮,壓縮的空氣和燃料混合并被點燃,随後氣體爆炸推動飛機前進,後面的渦扇和前面的壓縮機處在同一根軸承上。

超音速燃燒發動機同渦扇噴氣發動機存在不同。其實,它也有别于火箭發動機。雖然,多級火箭的速度極高,可達20多馬赫,但是它攜帶着全部的燃料,因而在相同體積的情況下,其有效負載低于安裝有超音速燃燒沖壓發動機的飛行器。

安卓遊戲

基本信息

超音速飛行[V1.40

大小:5916KB

時間:2011-12-18

類别:賽車射擊

語言:中文

系統:Android 1.6+

遊戲介紹

一款以未來世界為背景的快節奏競速類遊戲。通過比賽的勝利可以解除新的賽道及飛船。遊戲中擁有獨特的遊戲模式,不同的賽道,飛船,武器。生涯模式中擁有22個事件,8種完全不同背景的賽道,5種帶有武器及推進器的飛船等等。

《超音速飛行》擁有非常真實的3D畫面,玩起來絕對要比那賽車爽多了,給人的感覺就仿似置身于外太空一樣,同時遊戲還有2種不同的模式,滿足你不同的需求,多種不同的賽道,5種威力滿滿的武器,幫助你随時把對手炸飛!8種炫酷又真實的場景會讓你對遊戲愛不釋手的。

超音速飛行V4.0遊戲采用3D的視覺效果,真實的再現了一款極速競速的遊戲體驗,你可以不斷的經過比賽來獲取獎勵來解鎖新的賽道和飛行器,體驗每一種飛行器飛行在這賽道之上.

1.2.1版本更新日志:

新的控制模式:修複了一些設備中(如XOOM)重力感應控制反向的問題;

其他的一些小錯誤的修正。

安裝指南

請從“下載地址”中下載好軟件的apk文件,然後使用PC端工具來安裝已經下載好的apk文件,或者将apk文件直接放到手機中存儲卡中,使用文件管理器進行安裝。

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

強大推力

音速:音速約為每秒鐘340米。馬赫:超高速單位,物體運動的速度與音速的比值為馬赫或馬赫數。亞音速:速度小于1馬赫。超音速:速度在1至5馬赫間。高超音速:速度在5馬赫以上。

高超音速飛機采用的是超音速燃燒沖壓發動機,它類屬于沖壓發動機。沖壓發動機的原理由法國人雷恩?洛蘭于1913年提出,1939年首次被德國用于V-1飛彈上。沖壓發動機由進氣道、燃燒室、推進噴管三部分組成,它比渦輪噴氣發動機簡單得多。沖壓是利用迎面氣流進入發動機後減速、提高靜壓的過程。該過程不需要高速旋轉的、複雜的壓氣機。高速氣流經擴張減速,氣壓和溫度升高後,進入燃燒室與燃油混合燃燒,溫度為2000—2200℃,甚至更高,經膨脹加速,由噴口高速排出,産生推力。

沖壓噴氣發動機目前分為亞音速、超音速、超音速燃燒(或高超音速)三類。亞音速沖壓發動機以航空煤油為燃料,采用擴散形進氣道和收斂形噴管,飛行時增壓比不超過1.89。速度在小于0.5馬赫時一般無法工作。超音速沖壓發動機采用超音速進氣道,燃燒室入口為亞音速氣流,采用收斂形或收斂擴散形噴管。

用航空煤油或烴類作為燃料。推進速度為2至5馬赫,可用于超音速靶機和地對空導彈。超音速燃燒(高超音速)發動機是一種使用碳氫燃料或液氫燃料新穎的發動機,空氣在發動機内的流速始終保持為超音速,飛行速度高達5至16馬赫。

與同類的區别

今天噴氣式飛機使用的最普通的噴氣發動機是渦扇噴氣發動機。帶有外涵道的噴氣發動機的早期設計出現在20世紀30年代。40和50年代,人們對早期的渦扇發動機進行了試驗。然而,由于對風扇葉片設計制造的要求非常高,因此直到60年代,人們才得以制造出符合渦扇發動機要求的風扇葉片,從而揭開了渦扇發動機實用化的階段。

渦扇噴氣發動機由進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪和尾噴管組成,發動機利用氣壓機先對進入發動機的空氣進行壓縮,壓縮的空氣和燃料混合并被點燃,随後氣體爆炸推動飛機前進,後面的渦扇和前面的壓縮機處在同一根軸承上。

超音速燃燒發動機同渦扇噴氣發動機存在不同。其實,它也有别于火箭發動機。雖然,多級火箭的速度極高,可達20多馬赫,但是它攜帶着全部的燃料,因而在相同體積的情況下,其有效負載低于安裝有超音速燃燒沖壓發動機的飛行器。 

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