協(xié)和號飛機(jī) 隨著飛機(jī)的速度不斷被提高,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)每當(dāng)飛行的速度增大到800千米/小時(shí)以上時(shí),飛機(jī)就像裝上了一堵無形的墻,無論怎樣速度就無法再提升了,這個(gè)奇怪的現(xiàn)象被稱為“音障”。今天來為大家介紹一下這堵橫在飛機(jī)速度上“難以逾越”的墻。
有物理知識(shí)的朋友都知道聲音是靠空氣分子的震動(dòng)來產(chǎn)生聲波進(jìn)行傳播的,那聲音的速度對飛行速度有什么影響呢?如果一架飛機(jī)以低于音速的速度在飛行時(shí),它所產(chǎn)生的空氣分子振動(dòng),一個(gè)空氣分子將能量推動(dòng)下一個(gè)空氣分子,音速向西面八方形成的波動(dòng)層層傳播。當(dāng)飛機(jī)要到來時(shí),前方的空氣分子已處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài),飛機(jī)就很容易從其中穿過。但是如果飛機(jī)的飛行速度等于聲音的速度的話,那位于飛機(jī)前方的空氣分子都處于相對靜止?fàn)顟B(tài)。飛機(jī)到來時(shí),這些空氣分子并沒有事先被飛行速度傳遞的能量通過聲波帶動(dòng)起來,是被迫移動(dòng)的,可是這些分子前方的分子同樣也是靜止的,這樣飛機(jī)前方的空氣一層一層的被疊加、壓縮在一起,從而形成了一堵無形的墻。這時(shí)空氣密度增大,壓力也大,溫度也增高,航空術(shù)語就稱之為激波。飛機(jī)就必須耗費(fèi)成倍的能量來突破這堵墻,但同時(shí)飛機(jī)機(jī)身采用的材料還要求更加結(jié)實(shí)耐熱,否則就會(huì)使飛機(jī)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。
【民航飛機(jī)突破音障的“先驅(qū)”——協(xié)和號飛機(jī)】
1947年超音速飛行首次在實(shí)驗(yàn)飛機(jī)上實(shí)現(xiàn),之后在1953年軍用飛機(jī)實(shí)現(xiàn)了超音速。在民航飛機(jī)中英法聯(lián)合研制的“協(xié)和”號超音速客機(jī)取得了成功并于1976年初正式投入航線運(yùn)行。
“協(xié)和”號的研制成功,其技術(shù)工藝水平在航空業(yè)取得了公認(rèn)的劃時(shí)代的偉大成就。它采用了專門為其研制的四臺(tái)大推力的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),有著又薄又寬的大后掠角的三角形機(jī)翼,沒有水平尾翼,機(jī)頭尖細(xì),機(jī)身細(xì)長。蒙皮采用當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的耐熱鋁合金,機(jī)身結(jié)構(gòu)還使用了那時(shí)期十分昂貴稀缺的鈦合金。為了能迅速散掉因空氣摩擦而產(chǎn)生的熱量,采用了燃油汽化技術(shù)無與倫比的技術(shù)革新!皡f(xié)和”號重175噸,載客l00名。在16000米到l8000米的高空,這個(gè)龐然大物可以以2180米/小時(shí)(音速的2倍)的速度飛行,比地球自轉(zhuǎn)的速度還快。從英國倫敦起飛到美國紐約,全程耗時(shí)僅三個(gè)多小時(shí)。為了避開低空稠密的大氣層,“協(xié)和”號升入15000米以上的高空才做超音速飛行。
到1999年底,協(xié)和式飛機(jī)總共安全運(yùn)營了24年,獲得了全球最安全的客機(jī)的名聲。但是在2000年7月25日,法國航空公司AF4590航班的一架協(xié)和式飛機(jī)在巴黎戴高樂機(jī)場起飛后兩分鐘起火墜毀,機(jī)上100名乘客,9名機(jī)組成員全部遇難,地面另有4名受害者。根據(jù)事后調(diào)查,協(xié)和式飛機(jī)在進(jìn)行起飛時(shí)輾過了跑道上另一架美國大陸航空的DC-10脫落的金屬片,造成爆胎,而輪胎破片高速擊中機(jī)翼中的油箱之后引發(fā)失火,導(dǎo)致飛機(jī)于起飛數(shù)分鐘后墜毀。此次失事促使協(xié)和式飛機(jī)制造商重新改造機(jī)體設(shè)計(jì),并修補(bǔ)缺陷。但盡管如此,由于整個(gè)失事過程都被民眾用家用錄影器材拍攝下來,造成社會(huì)大眾心理上的嚴(yán)重影響,不論這種飛機(jī)以往聲望有多高,但僅僅一次失事就讓協(xié)和式飛機(jī)從此一蹶不振,逐漸推出了歷史舞臺(tái)。