美麗的音障突破

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音障原理音障是一種物理現象，當航空器的速度接近音速時，

將會逐漸追上自己發出的聲波。聲波疊合累積的結果，會使機頭前部的空氣被壓縮成密度很高的“空氣牆”，使飛機難以逾越。這種因為接近音速造成航空器提升速度出現障礙的現象稱為音障 (Sonic Barrier)。

突破音障進入超音速後，高壓空氣牆的位能會轉為聲能，在旁觀者聽來這股震波有如爆炸一般，故被稱為音爆或聲爆 (Sonic Boom)。強烈的音爆不僅會對地面建築物產生損害，對於飛行器本身伸出衝擊面之外部分也會產生破壞。

除此之外，由於航空器的速度接近音速時，周邊的空氣受到聲波疊合而處於高壓狀態，因此一旦航空器穿越音障後，周圍壓力將會陡降。在比較潮濕的天氣，壓力急降所造成的瞬間低溫，可能會低於它的露點溫度，使得水汽凝結變成微小的水珠，肉眼看來就像是雲霧。但由於這個低壓帶會隨航空器離開而逐步恢復

到常壓，因此整體看來猶如一個以航空器為中心、向四周均勻擴散的圓錐狀美麗雲團。

突破音障的美麗瞬間

突破音障二戰後期，戰鬥機的最大速度，已超過每小時 700

公里．要進一步提高速度，就碰到“音障”問題。若要突破音障，必須增加發動機推力，但是傳統活塞式發動機已經無能為力。科學家們認識到，要向音速衝擊，必須使用全新的航空發動機，也就是噴氣式發動機。

除了發動機推力．更需克服的是飛機超音速時，流過機翼和機身表面的氣流，變得非常紊亂，從而使飛機劇烈抖動，操縱起來十分困難。同時，機翼會下沉、機頭往下栽；如果這時飛機正在爬升，機身會突然自動上仰。這些不良的飛行姿態，都可能導致飛機墜毀。

空氣動力學家和飛機設計師們於是密切合作，進行了一系列的飛行試驗。結果顯示：要能穩定安全的超過音速，除了提高飛機的發動機動力外，飛機也必須採用新的空氣動力外形，例如使用後掠形機翼，機翼要設法減薄等。

1941年德國研製成功 Me-163和 Me-262噴射戰鬥機，但由于希特勒的錯誤認識，未積極推動量產，直至 1944年方組隊投入了蘇德前線作戰。它們具有先進的後掠形機翼，是世界上第一代實戰噴氣戰鬥機，其速度雖然顯著超過對手的活塞式戰鬥機，但由於數量稀少，又不夠靈活。它們的參戰，對挽救德國失敗的命運，實際上沒有起什麼作用。

除了德國之外，英國算是在二戰中對噴射機發展投入心力最大的國家，早在 1937年 4 月，英國就已經開發出了供噴射機使用的發動機，並在1941年 5 月讓全世界第二款噴射機─ E28/39成功的飛上了藍天。 1944年英國格洛斯特產制的“流星”式戰鬥機也正式編隊，投入阻截德國 V2火箭的戰場。

美國的超音速戰机起步略晚，直到 1944年初，洛克希德才進行 F-80前身 XP-80的第一次試飛， 1945年進行 F-80量產使用。

前蘇聯由于發動機未能突破緣故，遲至 1947年底才完成米格 15首次成功試飛，于 1948年正式量產該機型，投入朝鮮戰爭。

值得一提的是，我國空氣動力學家錢學森在超音速及跨音速空氣動力學方面對航空工程理論有許多開創性的貢獻。他和其指導教授馮卡門一起提出的高超音速流動理論為飛行器克服音障和熱障提供了依據，為空氣動力學的發展奠定了基礎。以他和馮卡門命名的馮卡門—錢學森公式被用於超音速飛機的氣動設計。

美麗的音障現象

美麗的音障現象

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殘陽整理2010年元月