袅龙战斗机为什么超音速战斗机修改版只有1.6倍音速

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2015-10-24 03:56 标签： 超音速战斗机的速度
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飞机的飞行速度超过音速时为什么会产生音爆
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当我们路过超音速飞机的机场附近时,有可能会听到“嘣嘣”两声巨响,犹如晴天霹雳,震耳欲聋.如果是你初次听到的话还会大吃一惊!以为是飞机在空中放炮,或者出了什么问题.其实不然,这就是超音速飞行中的所谓“音爆”（也称为“爆音”）.那么,“音爆”究竟是怎么回事,为什么只有在超音速飞行时才会出现呢?要想了解这一点,我们可以从一种常见的自然现象谈起：在平静的水面上,如果投一块石头,水面上立刻会出现一圈一圈的水波向四周传播,波及整个水面,也就是我们常常说的“一石激起千层浪”.但如果是在水面上运动的物体在水中激起的水波就不是这样了,例如一艘快艇在水中高速前进时,我们看到它激起的水波就不是一圈一圈地向外传,而是从艇前开始,呈一楔形向外传播.同时我们可以看到前缘密集,波浪很大,而后面波浪就很小.这种波我们称为楔形水波.此波随同快船一道前进,波及的范围始终在楔形之内.同样地,对于空气来说,也有这种现象,如果给空气一个扰动,声音也会象水一样通过波的形式向外传播,这就是声波.我们平时听见的声音就是声波传入耳内刺激鼓膜产生的.当飞机在空中作超音速飞行时,在机头或突出部分,也会象水中前进的快艇一样出现一种楔形或锥形波,这就是激波.当它们向外传播时便互相干扰和影响,然后汇集成一道包罗机头的前激波和一道尾随机尾的后激波.这种波虽然可以用上述的楔形水波来比拟,但有着迥然不同的性质.激波的厚度很小,经过波后空气的压强、密度、温度都突然升高,速度立即下降.当这两道激波波及到无论哪个空间和物体时,均会感到这种强烈的变化,反映到人的耳朵里,使耳鼓膜受到突然的空气压强变化,就感觉是两声雷鸣般的巨响.这种响声就称之为“音爆”.“音爆”只有在飞机作超音速飞行时才会出现.当飞机在一定高度下以超音速飞行时,由于激波引起的强烈的压力变化.使我们听到了“音爆”.那么,随同飞机一道前进的飞行员是不是也会有同样的感觉呢?其实飞行员是不会听到这种响声的,因为飞行员坐在座舱里,激波引起的压强、密度、温度的变化,飞行员是无法感觉到的.即使座舱不密封.由于飞行员始终处于前激波的后面、后激波的前面,也就是说,他是处在一个暂时的稳定的等压强的条件下,也是听不到的.“音爆”的强弱以及即对地面影响的大小,与飞机飞行高度有着直接的关系.因为,激波和水被一样,距离越远,波的强度也越弱.当飞机作低空超音速飞行时,不但地面的人畜能听到震耳欲聋的巨响,影响人们的生活和工作,严重的还可以震碎玻璃,甚至损坏不坚固的建筑物,造成直接的损失.随着飞行高度的增加,这种影响越来越弱,当超过一定的高度后,地面基本不会受到影响.
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一进入超音速就是它的天下！“八爷”问：凭啥？
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7月30日的沙场阅兵，歼-20无疑是一个亮点。一位歼-20飞行员在接受央视记者采访时对歼-20更是不乏溢美之词：&亚音速下也不错，一进入超音速就是它天下了。&可能有人会问，当年
7月30日的沙场阅兵，歼-20无疑是一个亮点。一位歼-20飞行员在接受央视记者采访时对歼-20更是不乏溢美之词：&亚音速下也不错，一进入超音速就是它天下了。&可能有人会问，当年&八爷&（歼-8II战斗机）超音速性能也不错啊，其超音速机动性能要好于幻影-2000，但是显然不是任何一款三代机的对手。凭啥歼-20能靠超音速性能来碾压对手，歼-20又是如何获得那么强的超音速机动性的？飞行员称&一进入超音速就是它天下了&首先要了解，歼-20的超音速性能，不是简单的能超过音速，而是能超音速巡航。能够进行超音速巡航的战斗机与不能进行超音速巡航的战斗机打，就好比是冷兵器时代&骑兵打步兵&，超音速巡航的飞机会突然杀过来砍一刀，然后就走了，三代机追也追不上。更大的问题是，三代机飞行员还不知道威胁是从哪里来的。依靠鸭翼和边条，歼-20获得很好的整机升阻比，不仅拥有很好的亚音速性能，超音速机动性能更是碾压F-35。现代空战首先从超视距空战的占位开始。接敌前，通常会要爬升、加速，这样能够使导弹获得更大的攻击距离和不可逃逸区。发射完导弹，并完成初中段制导后，立刻减速，转弯脱离，这也是减少敌方导弹攻击区的一个有效方式。如果在转弯脱离的时候再顺便打上几发箔条弹，那简直就是&流氓会武术，谁也挡不住&啊&&即便是目前最好的有源相控阵雷达，这时候也会脱锁，跟箔条去了。外媒绘制的歼-20与F-22和T-50的对比图，其中歼-20与T-50的机翼后掠角相当。所以超音速巡航是非常关键的。即便无法实现超音速巡航，那么也要退而求其次，大幅度提高其加速能力，减少从亚音速进入超音速的飞行时间。传统三代机从0.8M进入1.5M的超音速，是一个相对漫长而耗油的过程。而且三代机在有外挂的情况，在高空飞出1.5马赫以上的速度，飞机的机动性损失就太大了。如果对方释放电子干扰，己方导弹打不出去，而对方实施攻击时，规避就不那么容易了。有人可能会说，用矢量喷管啊。但这真的没用！矢量喷管适用于低速飞行时，那时候气动控制面不能够提供足够的控制力，而用矢量喷管可以实现过失速机动。但是在高速、特别是超音速条件下，飞机的气动力足够大，不用矢量喷管都可以拉出最大过载，这时候如果非要用矢量喷管，反而可能使得过载超过机体的可用过载，而导致飞机解体。所以，最终还是要靠飞机的气动。四代机实现超音速巡航，也不是简单地靠增大发动机推力实现的。另一个重要措施，便是降低超音速阻力，提高升力系数。而降低超音速阻力，的关键，就在于降低波阻。歼-20飞机的后掠角较大，有利于降低超音速阻力。如何降低波阻呢？首先，要使用后掠角比较大的机翼。从空气动力学的观点来看，大后掠（如60到70度）、小展弦比机翼的超音速气动效率最高，但这种机翼的亚音速效率低，影响飞机的亚、跨音速机动性。对于新一代战斗机，其机翼设计需要中和多方面相互矛盾的需求，这决定了四代机的机翼后掠角基本保持在40度到50度之间。当年，F-22A的原型机YF-22就采用了48度的前缘后掠角，而最终定型时改为现在的42度。第二个是一般采用翼型前缘比较尖的相对厚度很小的机翼。怎么看机翼比较薄？你会发现四代机中，可以进行超音速巡航的重型机，比如F-22、T-50、歼-20的机翼都未使用内埋式襟翼、副翼作动筒，其每侧机翼上都有两个突兀的经过纺锤形修形的作动筒（纺锤形修形是为了减小雷达散射截面积），这表明其采用了相对厚度很小的机翼，没法内置作动筒。反观F-35和FC-31则采用较厚的机翼和内埋式作动筒。每侧机翼上都有两个突兀的经过纺锤形修形的作动筒，这表明其采用了相对厚度很小的机翼。（图片来自网络，版权由摄影者所有。）在机身设计上，减小超音速巡航阻力就要减小机身最大截面，增大机身长细比。所以歼-20的机身长细比明显偏大，包括被称为&长须鲸&的歼-8II修长的机身，也是为了降低超音速阻力。另外一个例子便是超音速型号的L-15，不仅仅是因为换装了带加力的发动机，另外一个重要措施便是拉长了机身。歼-20机身长细比较大，有利于超音速飞行。（图片来自网络，版权由摄影者所有。）从减阻方面看，歼-20两个小型垂尾有其成功之处。较小的垂尾阻力较小，而且垂尾外倾也会减小两垂尾间的不利干扰。发动机采用了阻力较小的小间距布局，同时也减小了飞机的最大截面积和浸润面积，降低摩擦阻力和波阻，利于超音速状态下的减阻。&座舱盖的长细比较长，同样有利于降低超音速阻力。（图片来自网络，版权由摄影者所有。）
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超音速战斗机
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第三代是当前的主力。经过近30年的使用，它的缺点也暴露了出来：不具备隐身能力，不能实现超音速巡航，超机动性能不高，短距起落性能差，作战半径仍然偏小，可维护性差等。第四代战斗机就是针对这些缺点提出并研制的，它将成为21世纪的主力作战飞机。由美国北美航空公司于1949年研制成功的F—100是世界上第一种具有超音速平飞能力的战斗机，最高时速为音速的1．3倍。此后，米格一19战斗机也在1953年的试飞中突破音障，最高时速为音速的1．36倍。20世纪60年代，美、苏、法等国又研制了最大时速为2倍音速以上的战斗机[1]
田力编著,最好看的军事百科
战机,现代出版社,2013.01,第14页

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