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偽超音速巡航 超音速，是指飛行器的飛行速度超過(guò)環(huán)境中的聲速，比如在海平面高度，20℃空氣中的音速大約是343米每秒，或1235千米每小時(shí)。這個(gè)都很好理解。然而，飛行器在飛行過(guò)程中，單位距離上消耗燃料最少的速度，才能稱為巡航速度。 如果把超音速和巡航速度兩個(gè)條件加在一起，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在的很多戰(zhàn)機(jī)，在介紹的時(shí)候說(shuō)它具有超音速巡航能力，是不怎么準(zhǔn)確的。這些戰(zhàn)機(jī)確實(shí)能超音速飛行，但卻是在開(kāi)啟“加力燃燒室”的情況下實(shí)現(xiàn)的，而開(kāi)啟加力燃燒室，就有點(diǎn)畢其功于一役的感覺(jué)了。那什么又是加力燃燒室呢？ 加力燃燒室 要了解加力燃燒室，我們得先來(lái)了解一下噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的一般原理。 如上圖，空氣從進(jìn)氣道進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)后，會(huì)首先被高速運(yùn)轉(zhuǎn)的壓氣機(jī)狠勁壓縮，之所以要壓縮，是因?yàn)橥饨缈諝庵械暮趿坎蛔阌谥卫锩娴膭×胰紵? 高密度高壓氣體進(jìn)入燃燒室，與燃油混合后，劇烈燃燒，繼而產(chǎn)生溫度更高壓力更大的噴流，渦輪機(jī)被噴流沖擊，高速旋轉(zhuǎn)，通過(guò)軸，從而帶動(dòng)前面的壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)，最后一步，噴流從噴口高速離開(kāi)，產(chǎn)生強(qiáng)大的反推力，驅(qū)使飛機(jī)高速飛行。 實(shí)際上，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)很復(fù)雜，種類也很多，上面介紹的這種就屬于“軸流式渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)”，簡(jiǎn)稱“渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)”，它一般用在早期的戰(zhàn)斗機(jī)上，比如第一代和第二代戰(zhàn)斗機(jī)就以這種發(fā)動(dòng)機(jī)作為主要?jiǎng)恿Γ奶攸c(diǎn)是高速飛行時(shí)，效率高，但低速飛行時(shí)性能很差，現(xiàn)在處在淘汰的邊緣。 而用在客機(jī)和現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)上的，一般是“渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)”。簡(jiǎn)稱“渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)”。 從上圖可以看出，“渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)”的原理與“渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)”基本類似，最大的不同點(diǎn)是，它在壓氣機(jī)的前面安裝有巨大的進(jìn)氣風(fēng)扇，這個(gè)大風(fēng)扇除了可以協(xié)助壓縮空氣外，還能當(dāng)作螺旋槳使用。 更直觀清晰的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)如下圖： 從上圖我們?nèi)菀卓闯觯瑴u扇發(fā)動(dòng)機(jī)有兩個(gè)空氣通道，中心的那個(gè)叫做內(nèi)涵道，外面的叫做外涵道。發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，外涵道與內(nèi)涵道空氣流量的比值叫做涵道比。 涵道比越大越省油，經(jīng)濟(jì)性越好，高涵道比的發(fā)動(dòng)機(jī)在亞音速時(shí)有非常好的能效，通常用于客機(jī)、運(yùn)輸機(jī)等。 雖然渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的耗油低、噪音小，但是，高涵道比（比值目前大都在8以上）的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)比較適合用在亞音速的客機(jī)上，戰(zhàn)斗機(jī)如果使用，那么在超音速時(shí)，這樣的巨大風(fēng)扇無(wú)疑將帶來(lái)致命的阻力。 因此，戰(zhàn)斗機(jī)一般都采用低涵道比（比值小于1）的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，以此帶來(lái)更小的阻力和更大的推力，可就算這樣，要想實(shí)現(xiàn)超音速飛行，也不是一件容易的事，為了得到更高的推力，就必須進(jìn)一步提高燃燒室的溫度，然而，由于材料的限制，渦輪一般很難承受這樣的高溫。 怎么辦呢？這就得靠“加力燃燒室”來(lái)解決了。 加力燃燒室位于渦輪的后方，因?yàn)槟抢餂](méi)有旋轉(zhuǎn)的部件，所以可以承受更高的溫度。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)啟加力時(shí)，推力瞬間可提高1.5倍左右，這樣大的推力一般用在戰(zhàn)斗機(jī)在航母上起飛，突破音障作超音速飛行、或者是正與敵機(jī)纏斗等情況下使用。 開(kāi)啟加力雖然能快速提高推力，但是，因?yàn)榧恿θ紵依锩娴目諝馐且呀?jīng)被前面的燃燒室使用過(guò)一遍的，里面的含氧量不高，在這種情況下注入燃料進(jìn)行燃燒，效率很低，耗油量非常巨大，一般戰(zhàn)斗機(jī)在加力全開(kāi)下，大多數(shù)不到十分鐘就會(huì)耗盡所有油料。 真正的超音速巡航 鑒于很多戰(zhàn)機(jī)的超音速巡航是在開(kāi)啟加力的情況下得到的，所以，這樣的巡航不是真正意義上的超音速巡航，只能說(shuō)，戰(zhàn)機(jī)可以超音速飛行。 那么目前，真正意義上超音速巡航戰(zhàn)機(jī)有哪些呢？別的先不說(shuō)，我們先來(lái)了解一下F-35戰(zhàn)斗機(jī)。據(jù)洛克希德-馬丁公司副總裁證實(shí)，F(xiàn)-35戰(zhàn)斗機(jī)不是一款能超巡的飛機(jī)，不過(guò)，其在打開(kāi)加力，突破音障，到達(dá)1.2倍音速后，接著關(guān)閉加力，這樣能維持1.2音速下沖刺241千米。 瞧，連大名鼎鼎的F-35戰(zhàn)機(jī)都不能說(shuō)自己百分之百就是一款超音速巡航戰(zhàn)機(jī)，又何論其他。 超音速巡航作為第五代戰(zhàn)機(jī)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，不是簡(jiǎn)單地，或者剛剛好過(guò)了音速就可以，要這樣說(shuō)的話，半個(gè)多世紀(jì)前，英國(guó)的“閃電”截?fù)魴C(jī)也要?dú)w類到這里面，“閃電”截?fù)魴C(jī)在不開(kāi)加力的情況下也能達(dá)到1.01音速。 目前，在超音速巡航方面做得最好的是第五代隱形戰(zhàn)斗機(jī)F-22，這是公認(rèn)的一款超音速戰(zhàn)機(jī)，在不開(kāi)啟加力的情況下，其巡航速度為1.82倍音速，這種高超音速巡行的性能，目前無(wú)機(jī)可比。 曾經(jīng)，F(xiàn)22在和 F-15、F-16 的多次對(duì)比試飛中，每次都是要不了多久，F(xiàn)22就能把這兩款戰(zhàn)機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)地甩在后面，并且，當(dāng)這兩款飛機(jī)的油料頻頻告急的時(shí)候，F(xiàn)22油箱仍然剩下很多油，這就是高超音速巡航的優(yōu)勢(shì)。而另一個(gè)顯而易見(jiàn)的優(yōu)勢(shì)是，在高超音速巡航狀態(tài)下發(fā)射導(dǎo)彈時(shí)，導(dǎo)彈將具有更大的初速，射程會(huì)更遠(yuǎn)，有時(shí)甚至能提高50%的射程。這很好理解，因?yàn)閷?dǎo)彈一離開(kāi)機(jī)身，這屁股還沒(méi)點(diǎn)燃呢，就已經(jīng)擁有了飛機(jī)的超音速。如此說(shuō)來(lái)，對(duì)于導(dǎo)彈來(lái)說(shuō)，出身，也很重要。 本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)：百度知道日?qǐng)?bào)、兩機(jī)動(dòng)力控制 注：本文系網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載，版權(quán)歸原作者所有。但因轉(zhuǎn)載眾多，或無(wú)法確認(rèn)真正原始作者，故僅標(biāo)明轉(zhuǎn)載來(lái)源，如涉及作品版權(quán)問(wèn)題，請(qǐng)與我們聯(lián)系，我們將在第一時(shí)間協(xié)商版權(quán)問(wèn)題或刪除內(nèi)容！內(nèi)容為作者個(gè)人觀點(diǎn)，并不代表本公眾號(hào)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)。 廣告 DK暢銷圖書《經(jīng)典飛機(jī)》 現(xiàn)貨發(fā)售 《經(jīng)典飛機(jī)》 DK 《經(jīng)典飛機(jī)》 繼《飛機(jī)全書》后，DK又一暢銷書《經(jīng)典飛機(jī)》開(kāi)始發(fā)售！書中集合了大量精美圖片，涵蓋航空發(fā)展的豐富故事，無(wú)論是普通的獵奇讀者，或是執(zhí)著的航空愛(ài)好者，這絕對(duì)是本經(jīng)典佳作！ 購(gòu)買 風(fēng)上風(fēng)云｜云端故事 航空知識(shí) 原標(biāo)題：《什么是真正的超音速巡航？》

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