Admin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。
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1 简要介绍
2 特点
3 强大推力
4 与同类的区别
5 参考资料
超音速飞行-简要介绍
跑道上的“猎鹰03号”超音速飞机的英文:supersonic aircraft
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。
超音速飞行-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。
超音速飞行-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。
超音速飞行-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。
超音速飞行-参考资料 [1] 珞珈网 http://www.luojia.net/baike/2008/0831/article_192147.html
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