【戰(zhàn)斗機(jī)超音速飛行飛機(jī)蒙皮的溫度有多高?】現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)大多采用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),再加上飛機(jī)優(yōu)秀的氣動(dòng)外形,可以使戰(zhàn)機(jī)輕松突破音速,達(dá)到超音速飛行 。
根據(jù)研究,當(dāng)飛機(jī)在大氣中進(jìn)行超音速飛行時(shí),機(jī)體會(huì)表面與稠密的空氣進(jìn)行強(qiáng)烈摩擦,飛機(jī)的蒙皮表面溫度會(huì)隨著飛機(jī)速度的增加而急劇上升 。也就是飛機(jī)蒙皮的溫度與M數(shù)(即飛機(jī)飛行速度與周圍大氣的音速之比,M數(shù)也稱為馬赫數(shù))成正相關(guān) 。
據(jù)研究表明,當(dāng)飛行 M數(shù)達(dá)到2.0時(shí),機(jī)頭處的溫度略超過(guò)100℃ 。而當(dāng) M數(shù)達(dá)到3.0時(shí),飛機(jī)表面的溫度則升至350℃左右 。
飛機(jī)熱障
飛機(jī)的飛行速度越快,飛機(jī)表面與空氣摩擦越劇烈,加熱越嚴(yán)重 。飛機(jī)蒙皮溫過(guò)高黏流活化能與溫度的關(guān)系,會(huì)超過(guò)蒙皮能承受的溫度,使飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低,剛度減弱,破壞飛機(jī)的外形,嚴(yán)重還會(huì)使飛機(jī)解體 。
我們把這種飛機(jī)在高速飛行時(shí),表面產(chǎn)生高溫的情況稱為“熱障” 。也就是當(dāng)飛機(jī)達(dá)到一定的飛行速度時(shí),高速氣流會(huì)引起飛機(jī)機(jī)體表面溫度急劇升高而遇到的障礙 。
對(duì)于需要突破熱障的飛機(jī),必須采取相應(yīng)的防熱措施 , 比如采用耐熱材料(鈦合金、不銹鋼等)、加裝隔熱設(shè)備安裝冷卻系統(tǒng)等 。
通過(guò)專家研究 , 發(fā)現(xiàn)一般飛機(jī)出現(xiàn)熱障的速度段在馬赫數(shù)2.5(即2.5倍音速)以上 。所以現(xiàn)在的主力戰(zhàn)機(jī)飛行速度一般都不會(huì)超過(guò)2.5馬赫 。比如蘇-27最大飛行速度在2.35馬赫,F(xiàn)-15最大飛行速度為2.5馬赫,但通常達(dá)不到這個(gè)速度,F(xiàn)-16為2馬赫,殲-15最大速度為2.4馬赫 。從這些主力戰(zhàn)機(jī)的最大速度我們可以看出,通常是不會(huì)超過(guò)熱障的臨界速度的 。
米格-25
但熱障無(wú)法阻擋人類追求高空高速的決心,將高空高速發(fā)揮到極致的是兩種“雙3”飛機(jī) 。即前蘇聯(lián)米高揚(yáng)設(shè)計(jì)局研制的米格-25“狐蝠”戰(zhàn)斗機(jī)和美國(guó)洛克希德公司研制的SR-71“黑鳥”戰(zhàn)略偵察機(jī) 。它們的升限都超過(guò)3萬(wàn)米黏流活化能與溫度的關(guān)系,最大速度也達(dá)到了驚人的M3.0,已經(jīng)接近了噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的極限 。
黑鳥
“狐蝠”在設(shè)計(jì)上大量采用了不銹鋼結(jié)構(gòu),因而保證了飛機(jī)突破熱障 。而“黑鳥”則采用了鈦合金結(jié)構(gòu),機(jī)體的93%結(jié)構(gòu)采用鈦合金,順利越過(guò)了熱障,創(chuàng)造了3.3馬赫的世界紀(jì)錄 。
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