超音速飞机
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中文名： 超音速飞机 突破音障： 1947年 10月14日 中国自主研发： 猎鹰03"号 首架客机： 协和超音速飞机 |
超音速飞机是指飞机速度能超过音速的飞机。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。民用超音速飞机的代表是法国研制的协和超音速飞机。[1]
目录
简要介绍
超音速飞机的英文：supersonic aircraft
目前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。
目前的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。
发展历史
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。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，使难以突破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。最早具有后掠翼的实用飞机是40年代后期诞生的美国F—86和苏联米格—15战斗机。而第一种实用的超音速飞机是美国于1949年研制成功的F—100战斗机。
20世纪50年代末，波音707、DC-8、“快帆”等喷气式客机趋于成熟后，飞机制造公司和设计师又把注意力放到超音速客机身上。如果民航客机能够实现超音速飞行，将使飞机速度提高两倍以上，大大缩短长途飞行的时间。但是超音速客机的命运并不像亚音速客机那样一帆风顺。经过了近二十年的努力，目前只有两种超音速客机在航线上使用。这就是英法联合研制的协和号和前苏联的图-144客机。
前苏联的超音速客机晚于协和号，但首次试飞却早于协和式。60年代初，当前苏联得悉美国、西欧准备研制超音速客机后，仓促上马研制超音速客机。由图波列夫设计局研制的图-144在外形上与协和号非常相近，特别是当前苏联驻英使馆人员曾因窃取协和资料被大批驱逐的消息披露后，因此航空界普遍怀疑图-144是抄袭协和号的，并戏称其为“协和斯基”。 图-144与协和式一样采用下单翼结构，狭长的三角翼，无平尾，可下垂的机头。四台发动机也分别下挂在机翼下侧。图-144的巡航速度为2.35马赫，最大航程6500千米，载客140人。这些指标优于英法联合研制的协和式。图-144的设计方案于1965年9月在前苏联公开展出。1968年12月31日，第一架原型机制成并进行了试飞，创下了一项世界第一的纪录。经过大约3年的试飞，图-144进行了重大的改动，并于1973年投入批生产。估计图-144共生产了30架。
1973年6月3日，图-144在参加巴黎国际航空展览时，突然坠毁，机上人员全部遇难。根据当时的报道，参展的图-144已经试飞过100余次，飞行时间约300小时。在此次航
展上，该机共进行了两次飞行表演，且都是在协和号表演之后进行的。6月2日进行的第一次表演是专门为专业人员举行的，6月3日的则是为35万观众进行的公开表演。
在表演中，图-144曾三次穿场而过，引来观众席上阵阵掌声。在最后一次穿场飞行时，按计划应表演低空、低速飞行，飞行高度在100米左右。此时飞机放下了起落架，垂下机头整流罩，并放下前置操纵面，像一只大鸟掠过机场，然后开始爬升。当飞机爬升到1500米时，突然机头低下来，机腹左侧出现闪光。在场观看的一些有经验的驾驶员惊呼道：“飞机出事了！”当飞机的俯冲角拉平到45°角时，左翼断裂。飞机翻了个身，随后整个飞机在空中肢解开来。飞机主体坠落在距机场几千米外的村庄里，砸死了几个人，毁坏了15家农宅，6名机上人员全部死亡。
图-144的坠毁是超音速客机第一次发生的重大事故。这一事件使前苏联推迟了该机交付民航使用的时间表。直到1976年12月，图-144才开始在国内航线上使用，主要是用来进行货运和邮运。1977年11月，图-144在莫斯科到阿拉木图的航线上定期运载旅客。大约在百余次飞行之后，又因发生事故而暂停了飞行。1979年前苏联生产出图-144的改进型图-144D，采用涡轮风扇发动机。它在经济性、噪音等方面都有很大改进，在1981年投入航线使用。但后来因苏联民航当局认为运行收益不大，没有继续发展使用。
中国超音速飞机
2009年6月，由中国自主研发的新一代超音速教练机“猎鹰03”号，在南昌首飞成功。“猎鹰03”是一种融合了多项最新航空技术的新一代超音速教练机，它具有第三代战斗机的大迎角机动飞行能力和高敏捷性，可用于飞行学员的基础改装训练或作为伴随教练机进行战术训练。
在江西省南昌市洪都集团的试飞场，由中国自主研发的目前最先进的高级教练机猎鹰03号腾空而起，在经历了16分钟的航线飞行和低空通场后，猎鹰03号稳稳地降落在跑道上，各项指标均达到设计要求。首飞完成后，试飞团队将展开多科目的拓展性飞行工作，尽早实现猎鹰03号的量产。
对于教练机来说，座在后舱较高的位置是飞行教官，而前舱是学员。这也是教练机不同于其他飞机的一个特殊的地方。
猎鹰03号最大的不同，在于它的外型。猎鹰教练机总设计师张弘介绍称，主要是采用第三代机的气动布局，大的边条翼，翼身融合，配合翼下的进气道，使得这个飞机的机
动能力非常强，可以快速地改变机头指向。
一般来说，人们会用机动性这个词来衡量一架飞机性能的优劣，决定这个性能很重要的装置就是发动机，猎鹰03号有两台发动机，而且这些发动机都是靠计算机来控制的。飞行员拉油门杆的动作，出来的是电信号，通过计算机结合各种参数，向发动机发出控制指令，为飞机提供时实的充沛的动力，国内的教练机上是首次使用。