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中文名： 超音速飛機 突破音障： 1947年 10月14日 中國自主研發： 獵鷹03"號 首架客機： 協和超音速飛機 |
超音速飛機是指飛機速度能超過音速的飛機。1947年10月14日，空軍上尉查爾斯·耶格駕駛X-1在12800米的高空飛行速度達到1078公里/小時，M=1.1015，人類首次突破了音障。民用超音速飛機的代表是法國研製的協和超音速飛機。[1]
簡要介紹
超音速飛機的英文：supersonic aircraft
目前各國正在對一種超音速衝壓噴射發動機進行試驗，以用於商業用途。澳洲昆士蘭大學的特超音速中心將在今年6月底和7月初進行這種發動機的首次試驗，實驗用的發動機樣機使用高速氣流點燃無污染的氫氣，造價超過100萬澳元。
但專家指出，目前無人駕駛的超音速飛機最大的用途還是在軍事上。
目前的飛行速度紀錄由美國的X－15飛機在1967年10月創下，為6.7馬赫；但X－15以火箭做動力，自身帶有燃料和氧化劑。而X－43A的發動機屬吸氣型，飛機攜帶氫氣做燃料，從大氣層吸取氧氣混合燃燒。目前最快的吸氣型飛機是美國的SR－71「黑鳥」偵察機。飛行速度大約3.1馬赫。美國還在研製「曙光女神」高速偵察機，其結構不同於現有的飛機和航天器，已多次試飛，速度為4.5至6馬赫。據稱，它將取代SR－71偵察機，既可實施偵察，也可執行攻擊任務。
法國國家航空航天公司與航空航天研究院，正在研製一種HAHV高空高速無人駕駛偵察機，其速度達6至8馬赫，航程可達2000公里。在30－35公里高度上，它能實行電子情報搜集等多種任務，尤其擅長於偵察視界外敵防空陣地情況。
印度航空開發署研製的輕型超音速戰鬥機今年1月首次試飛成功。
發展歷史
音速是指聲音在空氣中傳播的速度。高度不同，音速也就不同。在海平面，音速約為1224公里/小時。在航空上，通常用M(即馬赫)來表示音速，M=1即為音速的1倍；M=2即為音速的2倍。當飛機飛行速度接近音速時，周圍的流動態會發生變化，出現激波或其它效應，會使機身抖動、失控，甚至空中解體，並且還可產生極大的阻力，使難以突破M=1的速度。人們把這種現象稱之為音障。
在第二次世界大戰期間，一些活塞式戰鬥機在加速俯衝速度達到M=0.9時，就曾強烈感受到了音障，並有的飛機因此而失事。當噴氣式飛機出現後，使飛機速度有可能大幅度提高時，能否突破音障就成為航空界注視的一大焦點。英國首先開始對超音速飛機進行研究。邁爾斯公司受官方委託於1943年研製M。52型噴氣式飛機，目標是速度達到M=1.6。但由於當時有人在駕駛其它飛機接近音速時失事遇難，官方認為載人的超音速飛行太危險，後來終止了這一計劃。美國於1944年開始了同樣研究，它採用以火箭發動機為動力。貝爾公司於1945年製造出 X—1火箭實驗機，C—1的機翼很薄，平直翼型。它需由一架B—29型重型轟炸機掛在機身下帶到空中，然後在空中點火，脫離轟炸機單獨飛行。1947年 10月14日，空軍上尉查爾斯·耶格駕駛X—1在12800米的高空飛行速度達到1078公里/小時，M=1.1015，人類首次突破了音障。
1953 年，試飛員道格拉斯駕駛着 「流星煙火」號飛機，在噴氣發動機和火箭的雙重推力下，首次以音速2倍以上的速度飛行。這說明，只要突破M=1，就不會再有音障存在。人們通過研究發現，採用向後傾斜的機翼可以延緩或消除音障現象的出現，並減少飛行的阻力，有利於提高飛行速度，所以後來的亞音速和超音速飛機大都採用有向後傾斜角度的後掠翼、三角翼或梯形機翼。最早具有後掠翼的實用飛機是40年代後期誕生的美國F—86和蘇聯米格—15戰鬥機。而第一種實用的超音速飛機是美國於1949年研製成功的F—100戰鬥機。
20世紀50年代末，波音707、DC-8、「快帆」等噴氣式客機趨於成熟後，飛機製造公司和設計師又把注意力放到超音速客機身上。如果民航客機能夠實現超音速飛行，將使飛機速度提高兩倍以上，大大縮短長途飛行的時間。但是超音速客機的命運並不像亞音速客機那樣一帆風順。經過了近二十年的努力，目前只有兩種超音速客機在航線上使用。這就是英法聯合研製的協和號和前蘇聯的圖-144客機。
前蘇聯的超音速客機晚於協和號，但首次試飛卻早於協和式。60年代初，當前蘇聯得悉美國、西歐準備研製超音速客機後，倉促上馬研製超音速客機。由圖波列夫設計局研製的圖-144在外形上與協和號非常相近，特別是當前蘇聯駐英使館人員曾因竊取協和資料被大批驅逐的消息披露後，因此航空界普遍懷疑圖-144是抄襲協和號的，並戲稱其為「協和斯基」。 圖-144與協和式一樣採用下單翼結構，狹長的三角翼，無平尾，可下垂的機頭。四台發動機也分別下掛在機翼下側。圖-144的巡航速度為2.35馬赫，最大航程6500千米，載客140人。這些指標優於英法聯合研製的協和式。圖-144的設計方案於1965年9月在前蘇聯公開展出。1968年12月31日，第一架原型機製成並進行了試飛，創下了一項世界第一的紀錄。經過大約3年的試飛，圖-144進行了重大的改動，並於1973年投入批生產。估計圖-144共生產了30架。
1973年6月3日，圖-144在參加巴黎國際航空展覽時，突然墜毀，機上人員全部遇難。根據當時的報道，參展的圖-144已經試飛過100餘次，飛行時間約300小時。在此次航
展上，該機共進行了兩次飛行表演，且都是在協和號表演之後進行的。6月2日進行的第一次表演是專門為專業人員舉行的，6月3日的則是為35萬觀眾進行的公開表演。
在表演中，圖-144曾三次穿場而過，引來觀眾席上陣陣掌聲。在最後一次穿場飛行時，按計劃應表演低空、低速飛行，飛行高度在100米左右。此時飛機放下了起落架，垂下機頭整流罩，並放下前置操縱面，像一隻大鳥掠過機場，然後開始爬升。當飛機爬升到1500米時，突然機頭低下來，機腹左側出現閃光。在場觀看的一些有經驗的駕駛員驚呼道：「飛機出事了！」當飛機的俯衝角拉平到45°角時，左翼斷裂。飛機翻了個身，隨後整個飛機在空中肢解開來。飛機主體墜落在距機場幾千米外的村莊裡，砸死了幾個人，毀壞了15家農宅，6名機上人員全部死亡。
圖-144的墜毀是超音速客機第一次發生的重大事故。這一事件使前蘇聯推遲了該機交付民航使用的時間表。直到1976年12月，圖-144才開始在國內航線上使用，主要是用來進行貨運和郵運。1977年11月，圖-144在莫斯科到阿拉木圖的航線上定期運載旅客。大約在百餘次飛行之後，又因發生事故而暫停了飛行。1979年前蘇聯生產出圖-144的改進型圖-144D，採用渦輪風扇發動機。它在經濟性、噪音等方面都有很大改進，在1981年投入航線使用。但後來因蘇聯民航當局認為運行收益不大，沒有繼續發展使用。
中國超音速飛機
2009年6月，由中國自主研發的新一代超音速教練機「獵鷹03」號，在南昌首飛成功。「獵鷹03」是一種融合了多項最新航空技術的新一代超音速教練機，它具有第三代戰鬥機的大迎角機動飛行能力和高敏捷性，可用于飛行學員的基礎改裝訓練或作為伴隨教練機進行戰術訓練。
在江西省南昌市洪都集團的試飛場，由中國自主研發的目前最先進的高級教練機獵鷹03號騰空而起，在經歷了16分鐘的航線飛行和低空通場後，獵鷹03號穩穩地降落在跑道上，各項指標均達到設計要求。首飛完成後，試飛團隊將展開多科目的拓展性飛行工作，儘早實現獵鷹03號的量產。
對於教練機來說，座在後艙較高的位置是飛行教官，而前艙是學員。這也是教練機不同於其他飛機的一個特殊的地方。
獵鷹03號最大的不同，在於它的外型。獵鷹教練機總設計師張弘介紹稱，主要是採用第三代機的氣動布局，大的邊條翼，翼身融合，配合翼下的進氣道，使得這個飛機的機
動能力非常強，可以快速地改變機頭指向。
一般來說，人們會用機動性這個詞來衡量一架飛機性能的優劣，決定這個性能很重要的裝置就是發動機，獵鷹03號有兩台發動機，而且這些發動機都是靠計算機來控制的。飛行員拉油門杆的動作，出來的是電信號，通過計算機結合各種參數，向發動機發出控制指令，為飛機提供時實的充沛的動力，國內的教練機上是首次使用。