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突破音障的飞行_航空史

2020-01-06 航空史

突破音障的飞行_航空史
 
第二次世界大战期间,活塞式歼击机发展很快,到 20 世纪 40 年代中期,最大飞行速度已达 760 公里/小时。但是活塞式飞机的速度再想提高已经十分困难了。
 
1945 年 6 月,英国在试飞一种高速飞机时,因飞行速度接近音速(每小时 1224 公里/小时),造成机身破裂、机毁人亡。
 
也还有些人也用活塞式飞机进行过一些超音速飞行试验,均告失败。当时检查高速飞机飞行失败的原因,都是由于速度太快引起的。而这个速度的限度又和音速相接近。于是当时从事研制飞机的一些人们,把音速(340 米/秒)看作是一种天然不可逾越的障碍,称为“音障”。
 
不少人还曾对能否制造出超过音速的飞机持悲观态度。当时一位英国科学家就曾说:“音速  像是挡在面前的一堵障碍墙。”于是出现“音障”这个词儿,并且吸引不少科学家来分析造成音障的原因,寻找克服音障的方法。
 
后来,经过多次研究发现,由于飞机的飞行速度在接近音速时,飞机的机身、机翼、尾翼等部位上会产生激波,增大了阻力,这就是波阻。由于波阻的影响,飞机在进行超音速飞行时,阻力大为增加。此外,螺旋桨在高速旋转时,也由于同样的原因效率大大降低。因此,必须有一种新的动力装置,才能克服“音障”。
 
为了突破“音障”,美国兰利研究中心曾做过一些空气动力试验,从高空投掷装备了仪器的流线型物体,测出升力和速度,还作了一些分析。但是,根据这些试验的结果,还不足以得出结论,要想精确地得到跨音速的数据,需要制造全尺寸的飞机,进行飞行试验。
 
1943 年兰利研究中心提出了一个“研究机”的方案,并把“研究机”命名为 X—1。为了减少阻力,这架飞机的外形设计就像一枚炮弹,这是为了减小由于波阻产生的阻力,机身外壳大部分仍采用铝合金,但结构大为加强。为了充分发挥燃料的作用,这架飞机采用空中投放方式,以节省起飞时要消耗的燃料。
 
为了进行 X—1 飞机的试飞,美国精心挑选试飞员。最后选中了年仅 24 岁的查尔斯·耶格上尉。耶格上尉在第二次世界大战中,共参战 61 次,击落敌机 13 架。
 
糟糕的是,在试飞的前 3 天,耶格上尉月夜骑马,竟被摔断了两根肋骨。
 
但为了 X—1 的试飞,为了独享试飞的殊荣,他仍然坚持试飞。
 
1947 年 10 月 14 日,一架桔红色的 X—1 试验机,缓缓地装进一架 B—29 轰炸机的炸弹舱中。耶格精神抖擞地出现在机场上,医生又对他进行了最后一次体检,他满怀信心地登机起飞。当 B—29 爬升到 3000 多米的高度时,耶格才由 B—29 炸弹舱坐进 X—1 的座舱。当时 B—29 的速度已达 322 公里/小时,由于肋骨骨折及腰胸之间重厚包扎,使得他无法伸手抓住舱盖下方的闩锁,幸亏机械员给他装了一根两尺多长的把手,才使他能够进行操纵。
 
当 B—29 爬高到 7620 米时,飞行员切断连接器并投放 X—1。同时,耶格立刻起动火箭发动机,并把 X—1 飞机拉起来,向上爬升。以前一些飞机突  
破“音障”都采用由高空向低空俯冲的办法,达到音速飞行。但由于低空空气密度大,微波的强度增大,造成极严重的“爆击”。为了避免这种情况,耶格操纵 X—1 爬升到 11580 米的高度,才改平飞,然后关掉火箭发动机,开始俯冲。当飞行速度达到 M0.8 时,飞机产生强烈振动。 M 数继续增大,振动不断加强。飞行速度继续增大到 M0.97,M0.98  突然,飞机停止了强烈振动,它变得驯服了。X—1 突破了“音障”!从此,人类的飞行再也不受“音障”的限制了。
 
飞机的飞行速度终于突破了“音障”这一巨大的障碍!