常识在线

摩擦与“热障”

当飞机高速飞行时,飞机表面与空气产生激烈的摩擦,摩擦力可使飞机的速度大为降低。而且摩擦生热,飞机飞行的动能在摩擦中转化为热能,使飞机表面的温度急剧升高。这种温度的升高会随着飞机飞行速度的提高而增加,它造成了飞机飞行的“热障”。 根据理论估算,在超过11公里的高空当飞机飞行速度的M数为2时(也就是等于音速的2倍时),飞机头部的温度可能达到118°;当M数为2.5时(音速的2.5倍),温度可达215°;当M数为3时(音速的3倍),温度则将升高至335·。一般将M数达到2.5以上时,看作是出现“热障”的飞行速度。 在这么高的温度下,“热障”的表现是:制造飞机外壳的轻金属合金的结构强度和刚度降低,出现变形或破损,甚至局部熔融。飞机油箱的油也将达到沸腾的程度,无法正常供油,而且随时存在着因温度过高而骤然燃烧爆炸的危险。总之,“热障”在任何一个方面造成的损坏都可使飞机从高空中坠毁。 美国于50年代中期,开始探索解决热障带来的一系列问题。解决的途径是针对由于温度过高而出现的各种障碍来一一排除。比如针对飞机外壳材料耐热性能差的障碍,改用钛合金和不锈钢等耐热材料;安装冷却系统,以保证油箱能正常供油等等,也就是说,采取综合性的防热措施。 美国贝尔公司生产的X—2研究机,进行了克服“热障”的试验,1954年5月,第一架X—2在母机B—50上发生爆炸,但这并没有炸掉人们克服“热障”的决心。第二架X—2研究机由美空军飞行员埃费雷斯特完成了首次飞行。随后,X—2又进行了7次飞行,并在1956年9月7日达到36637米的高度。1956年9月27日,飞行员阿普特完成了一次史无前例的M数为3.2的飞行,这是首次突破“热障”。但该机在这次飞行之后失事坠毁。 突破“热障”的实用作战飞机是美国生产的SR—71和原苏联生产的米格—25。 1959年,洛克希德公事根据美国空军的要求,着手研制一种M数为3的军用机A—11,原型机于1962年4月开始试飞。之后,在A—11的基础上,美国研制了远程截击型的YF—12和战略侦察机SR—71。这两种飞机的外形十分特殊,机身细长,采用三角形机翼。 SR—71于1963年2月开始研制,1964年试飞,1966年1月交付使用。90年代初停飞。它的设计已经相当先进:很大平飞速度为M3.2,巡航速度为M3,实用升限为26600米,机上装有天文一惯性导航系统、侧视雷达、地形跟踪雷达和各种照相侦察设备,每小时可侦察15万5千平方公里的面积。SR—71大量采用耐热的材料钛合金制作,它占机体重量的93%,这是克服“热障”的一个好办法。 米格—25是60年代初,原苏联为对付当时美国正在研制的M数3的XB—70轰炸机而设计的。1969年开始装备部队。米格—25机体大量采用合金
钢。它也是一种耐热材料,但结构比较笨重。米格—25的很大速度可达M3.2。1971年在埃及进行的一次试飞中,很大速度达到3113公里/小时<相当于M2.6)。它的实际升降22000米左右。米格—25的电子设备大量使用电子管,设备布局分散,维护不便。米格—25可挂4枚AA—6空对空导弹,能远距离发现,截获M数2.5以下的各种空中目标,实施全向攻击。


电话:
微信:

标签:

网站首页
联系电话
复制微信号