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在飞机提速的过程中，又一种现象被发现了。实践中驾驶员注意到每当飞行速度增大到800千米／小时以上时，飞机就像撞上一堵无形的墙，速度就再也提不上去。这种特殊现象就是音障。 声音的速度为什么和飞行速度有关连?学过物理的人都知道声音是靠空气分子振动产生的波来传播的。如果一架飞机以低于音速的速度飞行时，由它所引起的空气分子的振动，也就是声音以一个分子推动下一个分子的方式，以音速向四面八方形成层层波动传播。当飞机到来时，飞机前方的空气分子已处于运动状态，飞机就很容易从其中穿过。但如果飞机的飞行速度和声音的速度一样的话，那么位于飞机前方的空气分子都处于静止状态。飞机到来时，这些空气分子被迫移动，可这些分子前方的分子同样也是静止的，于是飞机前方的空气就被一层又一层地压缩到一起，形成一堵无形的墙。此处空气密度增大，压力也大，温度也增高，在航空术语中称其为激波。飞机如想冲破这堵墙必须耗费成倍的能量，飞机机身所使用的材料也必须更加结实和耐热，否则飞机结构就可能遭到破坏。 音速随着高度和温度的不同而变化。近地面的音速高，在高空中音速低，在温度为l5℃的海平面上的音速为l227千米/小时，而在万米高空，音速只有1080千米／小时。飞机研制者们还发现当飞机飞行速度接近800千米／小时的时候，虽然此时的速度远低于音速，但活塞式飞机的螺旋桨会先折断，机翼也会因为抵抗不了巨大的阻力而折断。经过研究发现原来这仍然是激波在作怪。螺旋桨在正在飞行中的飞机上旋转，虽然飞机的飞行速度并未达到音速，可是在螺旋桨上运动最快的桨尖部分，它的运动速度是飞机飞行速度与旋转产生的速度之和，它已经超过了音速。于是在桨尖上就产生了激波，被称为局部激波。在局部激波产生的部位就会受到巨大的阻力，这就可以解释螺旋桨为什么会在这种情况下断裂。对于机翼情况也是一样的。机翼上表面气流流动的速度比其他部分气流的流动速度快，当飞机飞行时，尽管其他部分尚未达到音速，可是机翼上部却已达到了音速。由于阻力迅速增加，机翼就受到严重损坏甚至完全折断。现实提出了挑战，如果不能有效地解决局部激波，飞机的飞行速度甚至连800千米／小时也达不到。 用喷气发动机去掉了螺旋桨，解决了它所带来的问题；把机翼改进为后掠翼，使在机翼上表面垂直于机翼方向的空气流速降低了，局部激波发生的时问被推迟了，解决了机翼产生激波的问题。喷气飞机的飞行速度提高到1000千米／小时，活塞式发动机的飞机速度则超不过600千米／小时。 截止目前，民航客机只有TU144客机和已退役的协和飞机突破音障。因为民航客机设计是以安全和经济性为第一前提。 |
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