突破音障（二）

    美國對超音速飛機的研究，主要集中在貝爾X-1型“空中火箭”式超音速火箭動力研究機上。研制X-l最初的意圖，是想制造出一架飛行速度略微超過音速的飛機。X-l飛機的翼型很薄，沒有后掠角。它采用液體火箭發(fā)動機做動力。由于飛機上所能攜帶的火箭燃料數量有限，火箭發(fā)動機工作的時間很短，因此不能用X-1自己的動力從跑道上起飛，而需要把它掛在一架B-29型“超級堡壘”重型轟炸機的機身下，升入天空。

　　飛行員在升空之前．已經在X-l的座艙內坐好。轟炸機飛到高空后，象投炸彈那樣，把X-l投放開去。X-l離開轟炸機后，在滑翔飛行中，再開動自己的火箭發(fā)動機加速飛行。X-1進行第一次空中投放試驗，是在1946年1月19日；而首次在空中開動其火箭動力試飛，則要等到當年12月9日才進行，使用的是X-l的2號原型機。

　　又過了大約一年，X-l的首次超音速飛行才獲得成功。完成人類航空史上這項創(chuàng)舉的，是美國空軍的試飛員查爾斯．耶格爾上尉。他是在1947年10月14日完成的。24歲的查爾斯·耶格爾從此成為世界上第一個飛得比聲音更快的人，使他的名字載入航空史冊。那是一次很艱難的飛行。耶格爾駕駛X-l在12800米的高空，使飛行速度達到1078公里/小時，相當于M1.015。

　　在人類首次突破“音障”之后，研制超音速飛機的進展就加快了。美國空軍和海軍在競創(chuàng)速度記錄方面展開了競爭。1951年8月7日，美國海軍的道格拉斯 D.558-II型“空中火箭”式研究機的速度，達到M1.88。有趣的是，X-l型和D.558-II型，都被稱為“空中火箭”。 D.558-II也是以火箭發(fā)動機為動力，由試飛員威廉·布里奇曼駕駛。8天之后，布里奇曼駕駛這架研究機，飛達22721米的高度，使他成為當時不但飛得最快，而且飛得最高的人。接著，在1953年，“空中火箭”的飛行速度，又超過了M2.0，約合2172公里/小時。

　　人們通過理論研究和一系列研究機的飛行實踐，包括付出了血的代價，終于掌握了超音速飛行的規(guī)律。高速飛行研究的成果，首先被用于軍事上，各國競相研制超音速戰(zhàn)斗機。1954年，前蘇聯的米格-19和美國的F-100“超佩刀”問世，這是兩架最先服役的僅依靠本身噴氣發(fā)動機即可在平飛中超過音速的戰(zhàn)斗機；很快，1958年F-104和米格-21又將這一記錄提高到了M2.0。盡管這些數據都是在飛機高空中加力全開的短時間才能達到，但人們對追求這一瞬間的輝煌還是樂此不疲。將“高空高速”這一情結發(fā)揮到極致的是兩種“雙三”飛機，米格-25和SR-71，它們的升限高達30000米，最大速度則達到了驚人的M3.0，已經接近了噴氣式發(fā)動機的極限。隨著近年來實戰(zhàn)得到的經驗，“高空高速”并不適用，這股熱潮才逐漸冷卻。

　　超音速飛機的機體結構，同亞音速飛機相當不同：機翼必須薄得多；關鍵因素是寬高比，即機翼厚度與翼弦的比率。以亞音速的活塞式飛機來說，轟炸機的寬高比為17％，殲擊機是14％；但對超音速飛機來說，厚弦比就很難超過5％，即機翼厚度只有翼弦的二十分之一或更小，機翼的最大厚度可能只有十幾個厘米。超音速飛機的翼展（即機翼兩端的使離）不能太大，而是趨向于較寬較短，翼弦增大。設計師們想出的辦法之一，是將機翼做成三角形，前緣的后掠角較大，翼根很長，從機頭到機尾同機身相接（如幻影-2000）。另一個辦法，把超音速機翼做得又薄又短，可以不用后掠角（如F-104）。

　　由上可以知道，根據一架飛機的外形，我們就基本上可以判斷出它是超音速還是亞音速的飛機了。

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