超 越 音 速 突 破 音 障[51P]

amg

超音速（supersonic）簡單說，是指超過環境中音速的速度。在海平面高度，空氣中的音速大約是343m／s（約等於1,087呎／秒、761英里／小時或1,235公里／小時）。
     1音速定義為1馬赫（Mach），是以超音速常以音速倍數——馬赫數為量度單位。超過5馬赫的速度有時候稱為極音速（英語：hypersonic）。物體只有一些部份（例如轉子葉片的末梢）其周遭空氣是超過音速的情形稱為穿音速（英語：transonic）；出現這種情況，常見的物體速度值是介於0.8馬赫與1.2馬赫之間。
    聲音是在彈性介質中行進的振動（壓力波）。在氣體中，聲波是一種縱波，以不同速度行進，其中最相關的影響因素是氣體的分子量與溫度（氣體壓力影響較小）。既然氣體溫度與組成隨著海拔改變甚鉅，飛行器的馬赫數可以在空速未有改變下有所變動。在室溫的水中，速度超過1,440公尺／秒（約等於4,724呎／秒）可被視為超音速。在固體中，聲波可以是縱波或橫波，而且傳播速度更快。

 
 
 
美國海軍F/A-18E/F戰鬥攻擊機進行穿音速飛行。


     許多現代戰鬥機可以做超音速飛行，但協和式客機（Concorde）以及圖波列夫系列（Tupolev）Tu-144是僅有的超音速客機。

協和式客機Concorde.自從2003年11月26日協和號退役前的最後一次飛行之後，就不再有任何載客飛行。
美圖幾張
 
 
 
 
 




圖波列夫系列（Tupolev）Tu-144
 
 
 

雖然協和式客機和Tu-144二者很相似..來張比較圖吧...離題了.
 
 


    一些大型轟炸機，譬如Tu-160，B-1B也可做超音速飛行。

b-1轟炸機
 


Tu-160轟炸機
 

B2也行???
 
 

    F-22及颱風戰鬥機（EF-2000）還有F-35攻擊戰鬥機是戰機中可以較長時間維持超音速飛行而不需用到後燃器的佼佼者。

F-22

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


EF-2000颱風戰鬥機
 
 


美國的黑鳥偵察機最高的速度可達到3.1馬赫，不過由於速度過快造成一般駕駛員難以忍受。
 
 


    音障，是歷史上（主要是第二次世界大戰期間）對飛行器嘗試跨越音速飛行遇到困難的稱呼。這一說法在1950年代以後隨著超音速飛行的廣泛實現已漸不多見。

 
su-30mkm突破音障

    當物體（通常是航空器）的速度接近音速時，將會逐漸追上自己發出的聲波。此時，由於機身對空氣的壓縮無法迅速傳播，將逐漸在飛機的迎風面及其附近區域積累，最終形成空氣中壓強、溫度、速度、密度等物理性質的一個突變面——震波（Shock Wave，又譯衝擊波、駭波、激波）面。震波的形成是超音速飛行的典型特徵。震波面將增加空氣對飛行器的阻力，這種因為音速造成提升速度的障礙被俗稱為音障。另外，在早期飛機的設計中，由於對穿音速空氣動力學了解尚少，所以曾多次發生飛機試圖超越音速時解體或者失控墜毀的嚴重事故，有人把這一時期困擾飛機製造業的難題也稱為「音障」。事實上，音障一詞的名聲大噪更多地來自於媒體的炒作及大眾的誤解，而非更加深刻的物理實質。

捕獲F-4幽靈突破音障珍貴照片
 


F-14突破音障
 

 
 
 
 
 


     飛行器進入超音速飛行形成的震波面，是聲學能量的高度集中面，所以又稱音錐。音錐在聽覺上是一聲短暫而極其強烈（可能超越人耳聽力上限的）的爆炸聲，故稱為音爆或聲爆（Sonic Boom）。強烈的音爆不僅會對地面建築物產生損害，也會給飛行器本身跨越衝擊面的部分造成巨大的壓力，所以各國一般都禁止超音速飛機在住宅區上空突破音速。


 
 
 
 
各國一般都禁止超音速飛機在住宅區上空突破音速

     除此之外，穿音速飛行常常伴隨的一個效應稱為普朗特-格勞厄脫凝結雲（Prandtl-Glauert condensation clouds），其特徵是一個以飛機為中心軸、從機翼前段開始向四周均勻擴散的圓錐狀雲團。這是由於震波面後方因氣壓降低導致溫度的降低，進而引起水氣凝結導致。水氣凝結變成微小的水珠後，肉眼看來就像是雲霧般的狀態。這個低壓帶會隨著離機身的距離增加而迅速消失。值得一提的是，普朗特-格勞厄脫凝結雲並非只能在穿音速飛行中看到，與震波也沒有必然的聯繫，它僅僅表徵了空氣具有一定的可壓縮性。在合適的條件下，尚未接近音速的飛機也能在自己周圍產生普朗特-格勞厄脫凝結雲。

 
 
 
一架正在穿越音障的美國海軍F/A-18超級大黃蜂戰鬥機，注意到機身周圍震波面附近由於普朗特-格勞厄脫奇點（Prandtl-Glauert singularity）效應產生的圓錐形雲霧

 
太空梭正穿越音障..較引人注目
 
 
 
海軍藍天使F-18正穿越音障


f-14突破音障產生的圓錐形雲霧






f-18突破音障




再補一張眼鏡蛇突破音障.看到鬼...未來腳踏車突破音障應該不是什麼難事了..
 

《 本帖最後由 amg 於 2010-3-5 19:39 編輯 》

ake183

應該國軍都不敢作這種極音速的飛行吧．．．．．怕技術不好失控、也怕機身會空中 解體才對

blueflow

這沒有甚麼技術上的難度吧 = =?  而且現在一線戰機沒有老到不能超音速的程度

..............................

可惜我最愛的老貓~ 最後老到會有解體的危險~
萬惡的塑膠蟲.....

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補充 B2不是超音速轟炸機~ 所以那幾張~

《 本帖最後由 blueflow 於 2010-3-4 23:01 編輯 》

steven6708

那個...
協和號 F-22 SU-27的有一部份的圖只是普通的翼面渦流而已喔
請大大再修正一下巴~

GOYANKEES

老貓沒有那麼不堪啦!!!實在是養護費用過高.只有單一防空用途.最重要的視距外打擊能力AIM-54.被小老弟AIM
120取代.連塑膠蟲都可以射後不理.這對老貓而言無疑是到了該退休的時候!!!

再者除了伊朗之外沒有第三國使用.外銷的機會被國務院徹底封殺...所以國際間雖然有許多國家在70~90年代對
老貓深感興趣.甚至退役後的老貓也一度是香火鼎盛..但不賣就是不賣.別無他因就是老貓的鼻子太靈了!!可以聞到
320KM以上的老鼠.加上優異的火控系統.難怪他示就算下海了也必須打撈的少數軍用品之一

blueflow

哦 我指的是 低空超音速啦~ 想必您也知道~ 那是多危險的事情~

經典影片~ 不過我忘了這是早期東西沒鎖好解體~ 還是晚期機體太老~ 只知道快退役前有做速限就是了

最後的老王

原帖由 blueflow 於 2010-3-5 11:15 AM 發表
哦 我指的是 低空超音速啦~ 想必您也知道~ 那是多危險的事情~

經典影片~ 不過我忘了這是早期東西沒鎖好解體~ 還是晚期機體太老~ 只知道快退役前有做速限就是了

http://www.youtube.com/v/WP8cfNjY_j8&hl=zh_TW&fs ...

印象中這事故是因為發動機上的缺陷.........

(好像)

q62525

那段影片  是因為F-14的後燃器漏油所致   導致飛機起火爆炸滴  是某台xxx一瞬間節目  介紹的

中廣男

飛行器在接近音速飛行時
其機翼上方的空氣流速已經穿越音速了
所以
像B2轟炸機極速0.8馬赫飛行時,機翼上方也會出現空氣冷凝現象
其中有幾張EF2000、F14、F15也是如此
或是機翼上的渦流氣體低溫冷疑現象
Prandtl-Glauert singularity effect專指在飛行器超越音速飛行時,造成對稱性的錐狀冷凝現像
另外
各位仔細觀察相片
有沒有發現，所有的Prandtl-Glauert singularity effect發生
都在機身後段
這是早期人類無法突破音障的原因之一
早期以為引擎動力夠大，就可以突破音速，可惜都功敗垂成
後來發現
如果讓Prandtl-Glauert singularity 儘量延後發生，也就是延到機翼後段
不須要搞到太大的動力引擎，就可以超音速飛行
改進的方式
就是把機頭削尖（你沒看過圓頭飛機也可超音速吧！），機身變成瘦瘦的可樂瓶狀。。。
飛機很容易就超音速了
所以中華民國空軍的ＩＤＦ，即便他雙引擎動力加起來只有Ｆ１６的２／３，
也可以超音速，
但可能有先天上的缺陷，某些失事的ＩＤＦ就是穿音速時機體分解的，不知現在改進了沒
還有
以色列空軍有一陣子為了報復巴勒斯坦激進組織的自殺炸彈攻擊
就讓Ｆ１６在巴勒斯坦人醫院或學校進行低空超音速飛行，製造音爆來嚇人
據巴勒斯坦政府控訴，不少孕婦因此流產，以色列是在進行種族滅絕行動
聯合國也要求以色列空軍不得在人口密集的平民社區低空飛行，再犯就抓到國際法庭審判

blueflow

IDF那是很古早的事情了..

1991年07月12日 2號原型機 10002/78-8002 台中外海 試飛時水平尾翼因穿音速震波而損壞導致失事~試飛官伍克振上校..殉職