世界首次超音速飛行 美國飛行員查爾斯·葉格爾完成

世界首次超音速飛行是怎樣的？音速又稱聲速，即聲波在媒質中的傳播速度。音速的快慢與媒介的性質與狀態有關。例如通常聲波在空氣中德船必速度爲每秒340米左右。所謂超音速飛行，通俗的說就是速度超過聲音速度的飛行。科學上的定義是馬赫數大於1（M>1）的飛行。下面就跟本站一起具體看看世界首次超音速飛行等相關內容。

現代的概念超音速飛機

音速又稱聲速，即聲波在媒質中的傳播速度。音速的快慢與媒介的性質與狀態有關。例如通常聲波在空氣中的傳播速度爲每秒340米左右。所謂超音速飛行，通俗地說就是速度超過聲音速度的飛行。科學上的定義是馬赫數大於1（M>1）的飛行。

最初的飛機是螺旋槳飛機。這種飛機雖然經過科學家們不斷地探索和改進，但直到1939年，它的飛行速度只達到每小時755千米。當飛行速度超過這個速度時，飛機槳葉尖端旋轉的速度和飛機從高空向下俯衝的速度會變得更快，和聲音傳播的速度差不多，即1227千米左右。這樣，飛機前面的空氣會引起劇烈的波動，使飛機阻力加大，機身也會抖動起來，弄得不好就會機毀人亡，以致有一段時期，音速成了飛行速度難以逾越的障礙，被稱作“音障”。

怎樣才能使飛機飛得更快呢？科學家們一直在探索着。經過一段時間的研究，他們從飛機發動機上找到了出路，發明了噴氣式航空發動機。即利用發動機本身高速噴射的燃氣流的反作用力，以推進飛行器的航空發動機。這種發動機推力大，重量輕，迎面尺寸小，適於高空高速飛行。科學家們又對飛機的外型進行改進，把機身設計成又細又長，頭部很尖，機翼改成燕子翅膀似的後掠式的，這樣就能減少了阻力。經過反覆試驗，終於製成超音速的飛機。

1947年10月14日，24歲的美國空軍上尉飛行員查爾斯·葉格爾，在加利福尼亞洲的愛的華空軍基地上空，駕駛着一架由美國拜爾廠製造的XS-1型火箭飛機，當飛機到達12800米高空時，葉格爾以1.04馬赫的飛行速度，成功地完成了世界上第一次超音速飛行。

超音速飛機發展歷史

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，音速約爲1224公里/小時。在航空上，通常用M(即馬赫)來表示音速，M=1即爲音速的1倍；M=2即爲音速的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爲音障。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，能否突破音障就成爲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，官方認爲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爲動力。貝爾公司於1945年製造出X—1火箭實驗機，X—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1278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。人們透過研究發現，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，飛機制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法國的協和號，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，並戲稱其爲“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。四臺發動機也分別下掛在機翼下側。圖-144的巡航速度爲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，第一架原型機制成並進行了試飛，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爲專業人員舉行的，6月3日的則是爲35萬觀衆進行的公開表演。

在表演中，圖-144曾三次穿場而過，引來觀衆席上陣陣掌聲。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裏，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纔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爲執行收益不大，沒有繼續發展使用。