超音速飛機為什么那么快，什么原理?

【專家解說】：超音速飛機的英文:supersonic aircraft 目前各國正在對一種超音速沖壓噴射發(fā)動機進行試驗，以用于商業(yè)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(fā)動機的首次試驗，實驗用的發(fā)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(chuàng)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(fā)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。美國還在研制“曙光女神”高速偵察機，其結構不同于現(xiàn)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(zhí)行攻擊任務。 法國國家航空航天公司與航空航天研究院，正在研制一種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，尤其擅長于偵察視界外敵防空陣地情況。 印度航空開發(fā)署研制的輕型超音速戰(zhàn)斗機今年1月首次試飛成功。 超音速飛機如何產生強大推力 音速:音速約為每秒鐘340米。馬赫:超高速單位，物體運動的速度與音速的比值為馬赫或馬赫數(shù)。亞音速:速度小于1馬赫。超音速:速度在1至5馬赫間。高超音速:速度在5馬赫以上。 高超音速飛機采用的是超音速燃燒沖壓發(fā)動機，它類屬于沖壓發(fā)動機。沖壓發(fā)動機的原理由法國人雷恩?洛蘭于1913年提出，1939年首次被德國用于V-1飛彈上。沖壓發(fā)動機由進氣道、燃燒室、推進噴管三部分組成，它比渦輪噴氣發(fā)動機簡單得多。沖壓是利用迎面氣流進入發(fā)動機后減速、提高靜壓的過程。該過程不需要高速旋轉的、復雜的壓氣機。高速氣流經擴張減速，氣壓和溫度升高后，進入燃燒室與燃油混合燃燒，溫度為2000-2200℃，甚至更高，經膨脹加速，由噴口高速排出，產生推力。 沖壓噴氣發(fā)動機目前分為亞音速、超音速、超音速燃燒(或高超音速)三類。亞音速沖壓發(fā)動機以航空煤油為燃料，采用擴散形進氣道和收斂形噴管，飛行時增壓比不超過1.89。速度在小于0.5馬赫時一般無法工作。超音速沖壓發(fā)動機采用超音速進氣道，燃燒室入口為亞音速氣流，采用收斂形或收斂擴散形噴管。用航空煤油或烴類作為燃料。推進速度為2至5馬赫，可用于超音速靶機和地對空導彈。超音速燃燒(高超音速)發(fā)動機是一種使用碳氫燃料或液氫燃料新穎的發(fā)動機，空氣在發(fā)動機內的流速始終保持為超音速，飛行速度高達5至16馬赫。 超音速飛機與噴氣發(fā)動機的區(qū)別 今天噴氣式飛機使用的最普通的噴氣發(fā)動機是渦扇噴氣發(fā)動機。帶有外涵道的噴氣發(fā)動機的早期設計出現(xiàn)在20世紀30年代。40和50年代，人們對早期的渦扇發(fā)動機進行了試驗。然而，由于對風扇葉片設計制造的要求非常高，因此直到60年代，人們才得以制造出符合渦扇發(fā)動機要求的風扇葉片，從而揭開了渦扇發(fā)動機實用化的階段。渦扇噴氣發(fā)動機由進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪和尾噴管組成，發(fā)動機利用氣壓機先對進入發(fā)動機的空氣進行壓縮，壓縮的空氣和燃料混合并被點燃，隨后氣體爆炸推動飛機前進，后面的渦扇和前面的壓縮機處在同一根軸承上。 超音速燃燒發(fā)動機同渦扇噴氣發(fā)動機存在不同。其實，它也有別于火箭發(fā)動機。雖然，多級火箭的速度極高，可達20多馬赫，但是它攜帶著全部的燃料，因而在相同體積的情況下，其有效負載低于安裝有超音速燃燒沖壓發(fā)動機的飛行器。