激波面
飞机突破音障瞬间
所以飞行员就必须要了解速度和音速的即时关系,并提前做好准备,以此来提高飞行的安全性。
此时马赫数的优势就起到了很好的作用,就像前面讲的,音速在不同环境下会发生很大的变化,那些飞行速度很快的飞行器,根本很难及时了解飞行器会遇到的情况。
所以在飞行器上,就需要安装一个显示马赫数的仪表,这个仪表就可以根据所处区域的各种条件,如空气密度、温度和压强等。
马赫表
以此计算出当时的音速,再根据彼时的飞行速度进行比较,最终计算出马赫数。
如果物体飞行的速度,达到超音速,尽管前方的空气仍会被“压缩”,但此时空气的速度已经比物体的飞行速度慢了,就没有办法在前方堆积形成阻力了。
飞行器在空中的情况
一般来说,只要马赫数达到1.2以上,就可以实现超音速飞行,那些没有办法超过飞行速度的“压缩空气”会在物体的尾部聚集,由此形成音锥。
随后就有可能导致强烈的音爆效应,直接将建筑的玻璃震碎,甚至导致耳聋,所以在全球范围内,都会禁止飞行器用超高音速在居民区上空进行飞行。
除了音障的影响外,使用马赫数作为飞行速度的单位,最重要的还是音速和空气密度、温度和大气压等指标存在确定的对应关系。
用马赫数就可以准确地描述出,飞行器在当前情况下的空气动力学特性。
马赫到底有多快
接下来我们可以感受一下,马赫到底有多快。
世界上第一次马赫数超过1的飞行,是在1947年的10月。
当时美国飞行员耶格尔驾驶X-1实验飞机在加州南部上空,上升到12000米高空时,脱离了母机B-29,在那里实验飞机的飞行速度达到了1078千米/小时,这是人类第一次突破音障飞行。