【戰斗機超音速飛行飛機蒙皮的溫度有多高?】現代戰斗機大多采用渦扇發動機,再加上飛機優秀的氣動外形,可以使戰機輕松突破音速,達到超音速飛行 。
根據研究,當飛機在大氣中進行超音速飛行時,機體會表面與稠密的空氣進行強烈摩擦,飛機的蒙皮表面溫度會隨著飛機速度的增加而急劇上升 。也就是飛機蒙皮的溫度與M數(即飛機飛行速度與周圍大氣的音速之比,M數也稱為馬赫數)成正相關 。
據研究表明,當飛行 M數達到2.0時,機頭處的溫度略超過100℃ 。而當 M數達到3.0時,飛機表面的溫度則升至350℃左右 。
飛機熱障
飛機的飛行速度越快,飛機表面與空氣摩擦越劇烈,加熱越嚴重 。飛機蒙皮溫過高黏流活化能與溫度的關系,會超過蒙皮能承受的溫度,使飛機機體結構強度降低,剛度減弱,破壞飛機的外形,嚴重還會使飛機解體 。
我們把這種飛機在高速飛行時,表面產生高溫的情況稱為“熱障” 。也就是當飛機達到一定的飛行速度時,高速氣流會引起飛機機體表面溫度急劇升高而遇到的障礙 。
對于需要突破熱障的飛機,必須采取相應的防熱措施 , 比如采用耐熱材料(鈦合金、不銹鋼等)、加裝隔熱設備安裝冷卻系統等 。
通過專家研究 , 發現一般飛機出現熱障的速度段在馬赫數2.5(即2.5倍音速)以上 。所以現在的主力戰機飛行速度一般都不會超過2.5馬赫 。比如蘇-27最大飛行速度在2.35馬赫,F-15最大飛行速度為2.5馬赫,但通常達不到這個速度,F-16為2馬赫,殲-15最大速度為2.4馬赫 。從這些主力戰機的最大速度我們可以看出,通常是不會超過熱障的臨界速度的 。
米格-25
但熱障無法阻擋人類追求高空高速的決心,將高空高速發揮到極致的是兩種“雙3”飛機 。即前蘇聯米高揚設計局研制的米格-25“狐蝠”戰斗機和美國洛克希德公司研制的SR-71“黑鳥”戰略偵察機 。它們的升限都超過3萬米黏流活化能與溫度的關系,最大速度也達到了驚人的M3.0,已經接近了噴氣式發動機的極限 。
黑鳥
“狐蝠”在設計上大量采用了不銹鋼結構,因而保證了飛機突破熱障 。而“黑鳥”則采用了鈦合金結構,機體的93%結構采用鈦合金,順利越過了熱障,創造了3.3馬赫的世界紀錄 。
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