克服音障的超音速飞行是如何来的？

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当战斗机的速度达到每小时七八百千米时，驾驶员发现，尽管一个劲儿地加大油门，飞机的速度也不会增加，飞机俯冲时也往往不听操纵，有自动低头的趋势，有时还剧烈地振动，左右摇摆等。这是为什么呢？原来是飞机速度已经接近空气中声音的传播速度——音速。这一飞行上的难题，当时叫做音障，顾名思义，就是超越音速是飞行中的障碍。

那时人们只有低速飞行的经验，只是在枪弹、炮弹飞行方面早已积累了许多超音速的运动知识，枪弹、炮弹一出膛的速度就是超音速了。但是对于物体由低速加快上去、接近音速、最后超过音速的过程是不清楚的，以为飞机的速度接近音速时会有一个难以逾越的界限。

20世纪50年代中，人们进行了超音速飞行，当时这是飞行史上十分激动人心的事情。几十年过去了，现在人们谈论起超音速的飞行并不觉得有什么激动的，好像超音速飞行是天经地义的事情。但是你可否知道，当时人们在向音速冲击时，遇到了多大的困难啊！

声音的速度有多大呢？在日常生活中，我们有许多平时不曾深刻体会的实际经验，你一张嘴说话，我立即就能听到，似乎声音的传播不需要时间，但实际上，声音从一地到另一地的传播是需要时间的，只是因为它的传播速度相当快而已。在海平面上温度为15℃时，它的速度是每秒340米，即每小时1224千米，而说话的人与听话的人之间的距离又非常近，所以感觉不出传播所花的时间。在雷雨天，我们常能看到这样一个现象：先看到闪电后，才能听到远处传来的隆隆雷声。实际上闪电和雷声是在云层中同时产生的，只是因为闪电以光速每秒30万千米的速度传播，而雷声是以音速传播的缘故。

声音是怎么一回事？我们听到的声音，是发声物体的振动，通过空气传到我们耳膜的一种感觉，而它本身就是物体振动。物体振动之后，必然会带动物体周围的空气一起振动。就是说，物体振动时会使和它相接触的空气层时而受到压缩，时而又得到膨胀，这种时而压缩时而膨胀的运动，会从一层空气传到另一层，不断地向四面八方传播，音速实际上指的就是这种扰动由近向远的传播速度。

声音的传播速度与空气的温度有关。在海面上，空气温度为15 ℃时，其声音传播的速度为每秒340米，在平流层里，温度为-56.5 ℃时，音速为每秒296米。

飞机在空中飞行，不断地扰动四周的空气，这些扰动也就以音速传播开了。

通常人们将飞机的速度是音速的多少倍数称为马赫数，这是为了纪念一位名叫马赫的科学家而命名的。如果飞机做超音速飞行，马赫数显然就大于1了；如果做小于音速的飞行，马赫数就小于1。

飞机一接近音速飞行，会遇到许多低速时不会遇到的复杂现象，这时飞机的阻力会变得很大。为了克服这些阻力，人们将机翼做得比以前薄了许多，以减小阻力。

后来，人们发现将机翼做成向后倾斜的形状，做超音速飞行时，可以减小许多阻力，同时将机翼的前面做成尖头，而不是像低速飞行时那样，将机翼前缘做成圆头的。这样一来，飞机的阻力便会减小，速度便会加快。

今天的战斗机机翼的前面几乎都是向后倾斜的，我们叫它后掠翼飞机。当这种飞机起飞时，速度很低，这时它的机翼张开，像低速飞机一样并不后掠，当速度越来越快，并且接近音速时，它的机翼便后掠起来。速度越大，后掠便越厉害。

超音速飞机

现代的超音速战斗机，飞行马赫数一般在2左右，只有很少几种马赫数超过了3的飞机，个别一两架试验性飞机马赫数超过了6。宇宙飞船返回地球，洲际导弹重返大气层时，是做高超音速飞行，马赫数可以达到10以上。这时由于与空气剧烈地摩擦，飞行器表面的温度非常高，如果制造这些飞行器的材料不能耐高温的话，便有可能被“烧穿”。为防高温，美国的航天飞机便在四周、尤其是在头部贴上了一层用陶瓷材料做成的防热瓦，才安然无恙地返回了地球。

知识点

音障和音爆

音障是一种物理现象，当航空器的速度接近音速时，将会逐渐追上自己发出的声波。声波叠合累积的结果，会造成震波的产生，进而对飞行器的加速产生障碍，而这种因为音速造成提升速度的障碍称为音障。

突破音障进入超音速后，从航空器最前端起会产生一股圆锥形的音锥，在旁观者听来这股震波有如爆炸一般，故称为音爆或声爆。强烈的音爆不仅会对地面建筑物产生损害，对于飞行器本身伸出冲击面之外部分也会产生破坏。除此之外，由于在物体的速度快要接近音速时，周边的空气受到声波叠合而呈现非常高压的状态，因此一旦物体穿越音障后，周围压力将会陡降。