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航空技术自1903年首架飞机诞生以来,世界范围内的航空业发展日新月异。这个领域早已不再是简单的交通工具,而是涵盖复杂且具有战略重要 *** 的人类活动,已经成为深刻改变人类生活的领域之一。
在军事活动中,空军作为现代三军中成立最晚的一支,扮演着重要的国防角色,成为 *** 不可或缺的一部分。不同类型的战机具有不同的用途,不仅可以支援陆军和海军作战,还可以执行空袭、战略轰炸等多种任务。战机的 *** 能评估中,速度是一个关键标准,机动 *** 是其不可或缺的组成部分。今天,我们将比较中美俄拥有的最快战机的速度,以探究它们的战斗力。
美国:SR-71“黑鸟”
美国拥有的速度最快的战机之一是SR-71“黑鸟”侦察机。尽管这款飞机已经 *** ,但它仍然堪称60年代的黑科技杰作,仅美国有足够的实力支撑。SR-71侦察机采用了大量先进的黑科技,成为了之一款成功突破热障的喷气式飞机。根据实战记录,SR-71从未被任何敌机或防空 *** 击落过。
要实现如此惊人的速度,飞机的机体结构面临着极大的挑战。由于飞行速度过快会产生大量热量,为了解决这个问题,SR-71采用了低重量 *** 度的钛合金作为结构材料。这种材料可以承受高达230摄氏度的气动摩擦温度,而发动机尾喷管周围更能承受高达510摄氏度的高温,因此速度过快不再对机体构成威胁。
此外,SR-71的机体还覆盖了雷达吸波材料,具备一定的隐身能力,堪称隐身战机的鼻祖。动力方面,它配备了两台普惠J-58-1变循环发动机,每台发动机产生145千牛的静推力。根据数据显示,SR-71的更大飞行速度可达3.2马赫,相当于近4000千米每小时的时速。在2万米的高空飞行下,仅需一小时即可覆盖全球,这个速度着实令人印象深刻。
*** :米格-25
*** 拥有的速度最快的战机之一是米格-25,这是一款高空高速截击战斗机。米格-25在设计上强调高空高速 *** 能,甚至打破了多项飞行速度和飞行高度的世界纪录。有趣的是,米格-25是仅有的三款有人驾驶飞机之一,可以突破“热障”的飞机,与美国的SR-71并列为这三款中的一员。
为了确保在高速飞行下的安全,米格-25也采用了新材料和新工艺。它的机体主要结构采用不锈钢和 *** 工艺制造,以抵御高温挑战。与美国的SR-71相比,米格-25同样达到了3.2马赫的飞行速度,可以说不相上下。然而,值得一提的是,虽然SR-71已经 *** ,但米格-25仍然在服役,并且已生产了上千架并出口到世界各地。在这个角度上,米格-25似乎更适应当今时代的需求。
中国:歼-20
中国拥有的速度最快的战机是歼-20,这也是世界上仅有的五代机之一。歼-20是中国空军的王牌战机,承担着维护国家空域和海域 *** 的任务。然而,就速度而言,它尚未达到3马赫的水平,目前更高速度为2.8马赫,大多数情况下稳定在2.5马赫。
与美俄的战机相比,歼-20在速度方面还有差距。这一差距部分反映在发动机 *** 能上。然而,需要注意的是,歼-20的设计重点并不在速度上,而是在其他方面,如隐身 *** 能和多用途战斗能力上。因此,速度并不是歼-20的首要目标。
总的来说,中国在战机速度方面仍有提升空间。然而,战机 *** 能的评估不仅仅取决于速度,而是综合考虑多种因素,包括隐身 *** 能、 *** *** 和电
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宇宙6大速度,人类仅仅达到第三,达到第六便可以飞到宇宙边缘?在两百多年前,人类科技刚出现没多久的时候,人类对速度还没有准确的认识,那时候他们认为世界上速度最快的就是天上飞着的小鸟,但是对于人类本身的速度,以前的人很是缺乏相应的想象力。
在1885年之一辆三轮汽车制造出来之前,人类的最快移动速度是通过骑马达到的,而马车的速度能够达到平均每小时三十公里左右。
汽车发明了之后,人类只要一踩油门,就能轻松达到四五十公里的时速,但是当时人们对于速度的认知还是不够准确。
虽然当时的蒸气火车已经能达到时速六十公里,但是人们还是认为在汽车没有挡风设备的前提下,时速如果达到六十公里,人类会被空气的压力压到窒息而亡。
直到现在我们日常使用的汽车已经能达到时速120公里,飞机能分分钟超音速,冲出音障,甚至我们的火箭已经能够冲出地球前往太空了。
重力如何 *** 人类探索太空?
飞上天空一直都是以前人类的美好幻想之一,毕竟他们的认知中会飞的鸟儿永远都是 *** 的 *** 。
但是因为重力与引力的存在,人类在很长一段时间内都无法实现飞行这个愿望,为此许多甚至付出了生命的代价。
比如明朝有一位叫做万户的人,为了实现飞天梦,自制了47个火箭绑在椅子上,想要借助火箭的推力升上天空,但是火箭却直接 *** ,万户为了实现自己的梦想而献出生命。
其实万户的思路是很正确的,只是当时的材料无法支撑这么强大的反推力,而且万户也没有事先做好安全验证工作,才导致这一悲剧发生。
仅仅凭借我们最朴素的感觉,我们都应该能意识到,想要离开重力的束缚,就一定要达到一定的速度,我们用力跳起,也只能跳起来一两米然后就会被拉回地面,所以必须要用更加大的力气起跳,换言之就是要有更大的速度。
大家可以想象一下,在一个高高的山峰上用尽全力扔一块石头,这块石头是不是会在我们力气的作用下移动一段距离,然后在重力和初速度的作用下以弧线的轨迹往下 *** 。
如果扔石头的力气大一些,那么平移的这段距离是否就会更长呢?比如我们拉来一台大炮,我国的203毫米加榴炮,射程就能达到四十公里以上, *** 初速度能达到933米每秒,这已经是两倍多的音速了。
那么这样的一颗 *** 往前平移的距离在强大 *** 力的作用下,速度更快,平移距离更远,但最终还是会落在地面上。
这时候大家应该已经想到了,如果物体飞行的初速度一直提升,那么这个物体将会一直围绕着地球旋转不会掉落下来。
科学家们很早就将这个初速度计算出来了,只要能够达到7.9公里每秒的速度,就能摆脱地球重力的牵引作用,并将其命名为宇宙之一速度,也叫地球环绕速度。
宇宙六大速度
当然,有宇宙之一速度,就会有第二、第三速度,实际上宇宙速度一共有六个档次,相信有不少人对此都不甚了解。
宇宙之一速度,就是7.9公里每秒,这个速度比音速快23倍,其实已经远远超过我们正常认知中的速度,那些我们耳熟能详的 *** 战斗机,它们的速度也才一两倍音速,偏重于速度的试验机更高也仅能达到七倍音速左右。
前文说到这个速度也被称为环绕速度,是因为只要能够达到这个速度,就能在地球的上空围绕它旋转。当然如果在大气层中就算能达到这么快的速度,也会被空气阻力减速甚至会在与空气摩擦的时候被加热点燃,所以人造卫星和太空站都必须停留在大气层十分稀薄的太空之中。
围绕着地球环绕,实际上依旧没有摆脱地球重力的控制,所以想要离开地球重力的范围,就必须达到更快的速度,所以第二宇宙速度就出现了。
11.2公里每秒,这个速度并没有比之一宇宙速度快多少,但依旧是一个难以想象的速度,西湖的宽度约为2.8公里,我们必须在一秒钟之内跨越四个西湖,一般人是无法想象这个速度到底有多快。
因为我们生活中根本无法接触到速度如此之快的物体,所有剩下的宇宙速度对我们而言,不过是数字的增加而已。
第三宇宙速度是16.7公里,这是人类目前能够做到的极限,达到这个速度就可以摆脱太阳重力的束缚,如果速度没能达到这么快,就只会往太阳方向掉落而去。
第四宇宙速度其实目前科学家们也是无法确定的,因为第四宇宙速度实际上是逃离银河系重力束缚的速度,但我们对银河系的质量估算并不精准,质量是影响重力的根本因素,质量越大重力越大,所需要的 *** 速度也就越大。
根据推算,由于我们是在太阳系出发,所以相对于银河系中心的超级黑洞,本身就具有一定的初速度,但即便如此我们依旧需要将速度提升到110~525公里每秒,才有可能往银河系的 *** 前进。
第五宇宙速度则是需要逃离星系群,我们所处的星系群为“本星系群”,包括银河系在内,拥有超过五十个星系,这些星系因为重力的原因聚在一起,而这些物质产生的重力又影响着整个星系群,所以第五宇宙速度起码要达到1500~2 *** 公里每秒,这个速度已经接近百分之一光速了。
星系群之外还有超星系群,超星系群的直径约为2亿光年,是“本星系群”的二十倍。数个星系群 *** 在一起,这些物质产生的重力让我们几乎无法离开这片区域。
有科学家认为,我们需要达到光速才有可能完全摆脱这些引力的束缚,达到第六宇宙速度,前往更加遥远的星际,甚至抵达“宇宙”的边缘。
人类目前能达到的宇宙第三速度
目前速度最快的飞行器是2006年发射的新视野号,在多级火箭的推动下,其在离开地球时速度已经达到16.2公里每秒,这个速度已经可以算是达到第三宇宙速度了。
在进入宇宙空间后,飞船本身无法携带太多的燃料,所以飞船基本是靠一开始获得的初速度运动的,只是可以依靠本身自带的核能电池用以调整飞船行进方向和轨迹,所以飞船必须在地球以外获得更快的加速度。
这个加速的 *** 很简单,那就是进入木星、土星这些质量远超地球的行星范围内,借助它们强大的重力,为飞船增加速度。
这个加速 *** 叫做重力助推,主要是让飞船飞掠过行星运动轨迹的后方,然后被行星的重力所捕捉,接着飞船借助行星围绕太阳公转的速度被往前带了一段距离,获得了加速。
形象点来说,其实就是一个人抓住从马车上垂下来的绳子,被拉着往前走了一段路,速度变快后又把手松开。
目前人类依旧十分依赖重力助推的方式对飞船进行加速度,根本原因在于,我们人类现阶段并没有十分适合在太空加速的技术。
火箭推进需要大量的燃料,而这些燃料的重量太重,基本无法将其送到太空中,我们熟知的火箭中,有90%的重量都是燃料,除此之外还有火箭外壳和发动机的重量,飞船的重量只能占到5%以下。
所以如果推进方式没有质的飞跃,现阶段人类的太空投送能力就已经接近极限了,这也意味着飞船在太空中将会很难获得明显的加速。
当然,现在科学家们也研发出了电离子推进器,这是一种只需要少量燃料就能燃烧许久的发动机,缺点只在于,这种发动机的推进力量很低,只能推动一张A4纸,大概就相当于我们用嘴吹气产生的推力了吧。
但是电离子推进器却是十分适合太空航行,因为它所产生的加速度是可以一直积累下去的,配合上燃料轻便、燃烧效率高、时间长的特点,电离子推进器能在太空源源不断地为飞船提供推进力。
比如日本发射的隼鸟号飞船,就是装载了这种发动机,在飞船化学发动机全部损坏的情况下,依旧能顺利运行,支撑着隼鸟号长达4年的太空探索,在这数年间,这个发动机为飞船累计增加了1.4公里每秒的加速度。
速度 *** 的绝望
随着科技的发展,人类在深空领域的加速能力也会随之增长,现在我们已经能将无人飞船送出太阳系。
继续发展下去,相信达到第四甚至第五宇宙速度都是有可能的,但令人绝望的是,人类似乎永远都无法突破光速的 *** ,我们也许会被永远禁锢在直径2亿光年的超星系群中了。
第五宇宙速度也才百分之一的光速,而目前科学家们正在努力研发出可控核聚变,只要研发成功,在核聚变超高的能量利用效率上看,我们是有希望达到这个速度的,届时在宇宙中以数千公里每秒的速度穿行并不是没有可能。
但是比起脱离重力束缚的速度,宇宙的空旷才是真正让人感到绝望的事情。太阳系的半径能达到十几光时,旅行者一号、二号、新视野号这些飞船虽然达到宇宙第三速度了,但仍然需要三四十年才能到达太阳系的边界。
以第四宇宙速度前进,就算是500公里每秒,想要穿越这个半径52850光年的银河系,就需要花三千多万年,如此漫长的时间足够摧毁任何一台飞船。
即便是能够达到光速,我们也依旧需要五万两 *** 才能离开银河系,更何况拥有质量的物质根本就没有超越光速的可能 *** 。
结语
所以现在的人类表面上看是被速度 *** 在宇宙中,实际上,即便我们能达到相应的速度,我们也没有足够的时间前往更加遥远的距离探索。
但是我们并不必为这个坏消息感到沮丧,因为科技一直都在发展的道路上,我们的知识受到现在的技术水平所 *** 。
现在的我们无法想象如何实现超越光速跨越广阔的宇宙空间,但在未来,也许我们可以发明出传送门这样的黑科技,所以我们需要脚踏实地一步步解决眼前的问题,最终所有的问题都有可能获得 *** 的。
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在战争的岁月里,飞行速度一直都是空中作战的一项至关重要的优势。二战期间,飞行速度的优势使许多战斗机获得了辉煌的成绩。而在现代战争中,战斗机的速度成为衡量其 *** 能的一个重要指标。冷战时期,许多创纪录的飞行速度都被记录下来,尽管它们并非全部是战斗机,但它们的威慑力是不可忽视的,留下了浓墨重彩的一页历史。现在,让我们一起回顾这个时代,以及对比一下中国当今的最快战机在世界舞台上的位置。
首先,让我们回顾一下冷战时期,美国的SR-17侦察机以其令人瞩目的飞行速度打破了记录。这架飞机以轻松的方式实现了超音速飞行,最快速度甚至能够达到3.3马赫。这一速度在当时已经超越了大多数 *** 的飞行速度,使得SR-17能够轻松躲避 *** 的 *** ,为后方提供准确的 *** 信息,因此被誉为最可靠的侦察机。
另一方面,在苏联时代, *** 研制的米格25战斗机直接威胁着各国的安全。米格25的更大飞行速度可达到3.1马赫,拥有高超音速的特点,使其能够利用这一速度进行突防。在当时的防空 *** 不够完善的年代,这架飞机的3.1马赫速度让许多国家无法应对,因为它的速度已经超越了大多数防空 *** 。然而,随着防空 *** 的不断完善,超过3.1马赫速度的防空导 *** 类也逐渐增多,使得米格25的这一优势逐渐丧失了意义。尽管技术水平不断提高,但当今的战斗机不再需要高超音速突防,这一技术也逐渐被淘汰。
然而,在中国,当米格25服役时,中国的战斗机技术仍处于起步阶段。经过数十年的技术积累,中国在航空工业领域取得了傲人的成就。目前拥有的战机中,中国最快的战机应该是歼20。作为一种隐身战斗机,歼20的最快速度定格在了2.5马赫左右。虽然这一速度相对于美国和 *** 的最快战机来说有差距,但中国在技术适应 *** 方面领先许多。
为什么中国没有开发出3马赫以上的战机呢?这并不是因为中国的航空工业技术落后,相反,现代化战争已经不再需要如此高速的战机了。防空 *** 技术的进步使得许多 *** 能够精确 *** 高速目标,这使得即使飞行技术再好的飞行员也无法应对。因此,当今的现代化空战更加注重渗透式巡航。
如何在不被防空 *** 发现的情况下执行任务成为当今战机发展的重要方向。因此,中国的歼20战斗机在隐身技术方面取得了显著进展,尽管在速度上没有那么突出。2.5马赫的速度可以让飞行员适应,而速度过快的战机可能会导致飞行员面临缺氧和高超音速惯 *** 障碍等问题,影响其表现。因此,中国将战机的最快速度定格在2.5马赫左右是符合当今现代化空战的需求,也是一个发展趋势。
当美国和 *** 的最快战机都达到3马赫以上时,一些人可能会感到失望,因为中国的最快战机仅仅达到2.5马赫的速度。然而,现代化空战的发展使各国纷纷淘汰了速度过快的战机,因为这些战机虽然拥有速度优势,但也存在缺点,容易受到防空 *** 的干扰,最终可能被击落。渗透式巡航成为当今空战理论的主流,这促使出现了像歼20这样的隐身战斗机,中国空军的发展正紧跟时代的步伐。
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重达100多吨的飞机为什么能飞上天?需要多快的速度,才能飞起来飞机是现在人们非常常见的一种交通工具,这是由于技术进步所带来的优势,作为交通工具的它载客量也非常可观,那么很多人就会产生一个疑问,为什么100多吨的飞机能飞上天空呢?
其实这些在于科学家以及工程师们的刻苦专研而做出的设计,以此来保证飞机能够飞上天空,但另外一大因素就在于飞机飞上天空所需要的速度以及推动,那飞机能飞上天,得需要多快的速度呢?
在现在常见的客机当中,飞机的重量一般在120-160吨左右,这些都是常规,大家常见飞机的重量。
想要将这样的大家伙送上天空并不容易,所以对于它的动力 *** 就非常的高要求,为此我国在航发 *** 以及飞机发动机的研制上,也并没有放弃,通过越挫越勇以及多方实验最终有了比较好的发展。
而想要飞机飞上天空,速度方面也有要求,一直以来,对于飞机速度的描述都会用节点来作为单位,大家对这个单位也有比较多的好奇,而且这个单位最初运用在船只上,一节等于一海里也就是1.85km每小时。
平常飞机的飞行速度大约在160节左右,换算下来,也就是每小时296km的时速。这是大型客机,必须冲刺才可以起飞的速度,因为这一速度才足够,机长将机头拉起,完成顺利的起飞。
这样的速度已经非常快,但对于飞机来说,只是必要的,如果将它和现代汽车的更高时速进行对 *** 话,相差就比较大。因为民用汽车普通速度在120km每小时,飞机的重量就是一百多吨,也必须需要这么大的动力,才能够推动庞大的身躯完成起飞。
当然,为了保证飞机的顺利起飞,不仅仅有航发 *** 以及速度上的保证,还必须有机场跑道的设计。
飞机跑道就是为了飞机提速而作的延长线,而这样的延长线就让机长有时间将飞机头抬起,提供的爬升空间,当然飞机的正常运行,除了它的起飞速度之外,它的降落速度也是有一定 *** ,过慢的下降会导致飞机直接掉下来,而过快很有可能会因为刹不住车冲出跑道。
按正常速度算下来,降落速度会比起飞速度要慢一点,起飞速度160节的飞机,降落速度大概在150节左右。因为降落的飞机工程 *** 的一种需要不断的减速,而这时飞机也需要保证,尽可能的慢。但太慢的话,又容易造成安全事故,所以150节算是一个比较舒服的领域值。
速度方面的保证为飞机的安全形式提供的条件,而这个100多吨的大家伙能够飞上天空,这主要的就是外型的设计灵感来源于鸟类。
而鸟在天空当中飞行,除了翅膀之外,它的内部结构也是起到作用的,大多数鸟类虽然有骨骼,但是骨骼内都是中空的,这就保证了在重量上的减少,而翅膀的扇动以及天空气流的流动就可以保证飞行。
在这样的科考条件之下,人们也完全地参考了鸟类做出了和它外形相似,但却大很多的飞机,虽然说飞机的总重量比较重,但建造飞机的材料选择的都是比较轻的一些合金材料,在保证安全的同时,又减少一部分的重量。
而飞机能够飞得起来,绝不是依靠完全像鸟的外形就可以了,飞机的飞行设计涉及很多方面,首先就是气流,气压方面。而除此之外,飞行员的培养也非常困难。
飞行员对于本身的素质要求以及条件要求都比较严格,所以说我们真正培训出来的飞行员经历了长时间的投资,而在这样的投资当中,甚至会有些人员出现意外或者其他情况,而在这一行业的机长不仅要做到有专业的数字,还需要有强大的心理承受能力,除此之外,在面对突发问题的时候,还需要冷静处理。
而人们常见的客机飞行的速度,路程都是固定的,如果有突 *** 况需要更换,则需要向塔台进行申请,众多人员以及部门的联合 *** 和协调作用下,才能够保证飞机的正常飞行。所以说除开飞机内部的硬件设施之外,外部环境给予它的作用也十分重要。
如此庞大的一个家伙,不仅在载客量惊人,还要维持人们的一些安全 *** 能,甚至在一些长途客运当中,还要给飞行客人留出一定的休息空间,这些庞大的家伙需要的动力 *** 支持都是比较多,在常规的科技运行当中,160节的飞行速度,能够带动飞机起飞,这也是很多国家一直以来制造客机的一个发动力标准要求。
战斗机最快的时速是多少?出品:科普中国
作者:王明志
策划:武玥彤
监制:光明网科普事业部
网友提问:战斗机最快的时速是多少?
专家解答:
空中力量的特有属 *** 就是高速机动、远程作战和猛烈突击。其中高速机动是战斗机最为显著的特征。世界上飞行速度最快的战斗机当属上世纪60~70年代的米格-25飞机,在1967年10月进行的500千米战斗机竞速比赛中,速度曾达到2982千米/小时,飞行M数达到2.83。目前仍然在服役状态飞行速度最快的战斗机是米格-31飞机,飞行速度达到29 *** 千米/小时。当然,米格-25和米格-31飞机达到如此之高的飞行速度必然有一定的条件,也就是飞机无 *** 、减少载油、高空飞行。
在飞行速度最快的战斗机中名列前茅者实际上应当算是截击机,也就是以 *** 空中目标为主要任务的战斗机。在上世纪60~70年代,美国空军装备了高空高速战略侦察机SR-71,一般的截击机很难对其进行 *** ,其飞行高度也超出当时主战地空 *** 的 *** 区高界。对苏联空军来说,要应对SR-71侦察机所构成的威胁,就必须要有更加先进的高空高速截击机,正是在这种作战需求的牵引了,苏联发展的米格-25和米格-31飞机。
上世纪70年代后期,有几个重要因素的共同作用,促使战斗机的设计思想发生很大的变化。一是侦察卫星发展迅速,对高空高速战略侦察机的需求降低。二是 *** 战争空中作战实践证明,空战主要发生在亚音速和跨音速范围内,超音速条件下空战的机会很少。三是空战战术专家博伊德上校提出了强调单位重量剩余推力的“能量机动”概念以及突出信息主导作用的“观察-判断-决策-行动”的OODA空战模型,在很大程度上影响了战斗机设计方向,新型战斗机更加强调机动 *** 而非高速飞行。因此,第三代战斗机的 *** 机型F-15、F-16和苏-27飞机,更大平飞M数约为1.6~1.7,并不追求很大的飞行速度,中距空战时飞行M数一般都在0.8~1.2之间,但都强调配装先进的脉冲多普勒雷达(现在某些机型则已开始换装有源相控阵雷达)。
图1 米格-25战斗机起飞( *** 来自 *** )
图2 飞机中的米格-25战斗机( *** 来自 *** )
1马赫相当于每小时多少公里?为何飞行速度,常用马赫为单位?在我们的生活中,存在着很多基本单位,这是科学家通过各种物理定律和有关的定义,在彼此间建立的联系。
国际单位制
在国际单位制中,一共存在7个基本单位,包括长度(米)、质量(千克)、时间(秒)、电流(安培)、热力学温度(开尔文)、物质的量(摩尔)和发光强度(坎德拉)。
当然,表示物理量的单位不止这7个,其对应的范畴还划分出了多种单位。
而今天,要和大家讲述的马赫(Mach number),就是用来表达速度的单位,这个单位和普通的单位有很大不同。
马赫仪表
接下来,我们就来了解一下,1马赫相当于每小时多少公里?为什么飞行速度,常用马赫为单位。
马赫是相对的速度单位
马赫其实就是速度和音速的比值,是用奥地利物理学家恩斯特·马赫命名的,不过它只能算作一个相对的速度单位,一般用来表示飞机、火箭、 *** 等飞行器的速度。
音速其实就是声音的传播速度,它可以在固体、液体和气体中传播,其传播的速度与介质的密度有关,密度越大,音速越快。
声音传播
当然,在空气中,声音的传播速度也会根据温度、气压的变化而变化。
根据物理学定义,在标准大气压和15℃的条件下,音速可以达到344米/秒,这一速度被认为是标准音速。
但是当飞行器在空中运行的时候,经过的每一段路程,音速都会发生很大的变化,而与之对应的马赫数就会不断变化,所以我们才说马赫的速度并不固定。
超音速飞行
如果是在标准音速下,1马赫就相当于每小时大约1224公里,马赫数1就是1倍音速,当马赫数小于1时,就被称为亚音速,而当马赫数大于5左右时,就被称为超高音速。
一般来说,在高空中飞行比在低空中更容易得到较高的马赫数,因为在低温状态下,声音的传播速度就会慢很多。
超高音速 ***
用马赫做飞行速度单位的原因
了解到飞行速度和音速挂钩后,我们还需要进一步了解飞行器在空中飞行时,会受到哪些 *** ,才能知道为什么要使用马赫作为飞行速度的单位。
一个飞行器在空气中飞行的时候,前方的空气就会受到挤压,当飞行器的飞行速度比较慢时,这团空气就会经过“压缩”→“复原”→“弹开”的过程。
如果飞行器接近音速的速度,并持续一段时间后,这团空气就会被“压缩”到无法“复原”,也就无法“弹开”。
飞行器在空中飞行的阻碍
于是它就会在飞行器前方一直堆积,最终形成空气密度的一个突击面——激波面,此时飞行器行进时遇到的阻力就会变大。
而在这种情况下,造成的飞行障碍就是俗称的“音障”。
马赫数可以更快了解音障
音障出现的时候,飞行器的 *** 纵 *** 和稳定 *** 会遭到 *** ,很容易发生飞行事故。
在二战期间,很多战斗机在加速俯冲时,一旦速度达到0.9马赫,也就是接近音速的时候,就会感受到强烈的音障。
此时机体周围的流动态会发生激波和剧烈的干扰阻力,使得机身抖动失控,严重时甚至会当场解体。
当场解体
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 *** 。
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。
突破音障
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。
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 *** ,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。
音爆效应
用马赫数就可以准确地描述出,飞行器在当前情况下地空气动力学特 *** 。
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。
世界上之一次马赫数超过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,这是人类之一次突破音障飞行。
X-1超音速飞机
超音速飞行器的研发,也是因为在二战期间很多飞行器因音障报废。
当马赫达到2-5时,就可以实现超音速飞行了,美国在实现之一次超音速飞行后,就一直提高速度。
不过飞行速度越快,机身和空气的高速摩擦,就会使机身表面的温度急剧上升,所以当马赫数高于2.5后,飞行器就需要采用耐热合金节后进行防热处理。
美国超音速战斗机
超高音速飞行
随着技术的进步,我们已经进入超高音速时代了,当马赫数达到5以上时,就可以实现超高音速飞行。
美国的技术进步一直很快,他们在上世纪50年代,就已经实验了首个飞行速度超过6马赫的X-15飞机,时速甚至可以达到每小时7000公里。
如今我国已经成功研制出了马赫数为6的超高音速飞机,它能够在6小时内环绕地球一周。
X-15
由于速度过高,压力减小后容易导致飞行员出现黑视和眩晕等情况,所以为了保障飞行员的安全,他们在飞行时必须穿戴特制压力服。
超高音速在军事上有着重要的意义,超高音速 *** 、超高音速飞机和空天飞机等,都已经作为一个国家的战略 *** 。
就拿超高音速 *** 来说,采用的是“钱学森弹道”,有着特殊的飞行轨迹,与超高音速结合,可以极大地增加敌军空天防御 *** 的识别和 *** 难度,并且有效地击中目标。
超音速 ***
当马赫数达到5以上之后,弹丸都不需要装填 *** ,仅依靠巨大的动能就可以对目标造成毁灭 *** 的打击。
因此军事专家将超高音速称为,继螺旋桨、喷气推进器之后,航空史上的第三次 *** *** 成果。
当然人类对技术的研发是永无止尽的,在超高音速 *** 之上,美国宇航局甚至还提出了极超高音速 *** 的概念,它的速度可以达到马赫数10以上。
超高音速 *** 路径
不过这一技术目前尚且还在研发中,毕竟现在能够掌握超高音速 *** 的研发技术和经验的国家也是极少数。
当然很多 *** 表示,如果超音速发展到一定程度,或许能够将其从军事领域扩展到民用领域,其实在上世纪就已经出现过超音速客机,只是因为事故被终止。
或许在技术的进步下,我们能够再次实现,这样人们的出行时间就会进一步缩短了,不过这其中就牵涉到制造成本的问题。
超音速客机
因为民用飞机一般以盈利为目的,要在盈利的同时保障飞机的安全 *** ,高超的技术和设备肯定少不了,把成本折算到票价上,几乎很难让人接受,所以还是慢慢发展吧。
90%的人不了解的飞行“冷知识”,你知道几个?问
飞机滑行期间,客舱里有非常浓重的废弃味道,这是什么原因?一般会持续多久?
答
飞机滑行期间,随着发动机启动,空调管路里存在的残余气体将在气压作用下随空调进入客舱,因此在客舱中会有一定的废气味道,一般将持续较短的时间。
问
为什么飞行期间,噪音会特别大?
答
飞机的噪音主要是发动机产生。而发动机则是为飞机飞行提供所需的动力装置。且飞机高速运行(巡航速度900KM/小时左右,12级台风风速120KM/小时),正常都会有风噪。
问
机翼上部看到的水珠,是否是冷凝水?
答
是冷凝水, *** 飞机一般飞行高度是8000米以上,位于平流层的底部,也叫同温层,常年温度-55摄氏度。这就导致机翼油箱中的燃油在飞行一段时间后温度很低。降落后油箱里的油hai保持低温,外界的水蒸气碰到低温的油箱表面就凝结成水珠了。
问
飞机起飞时,空调雾过大?
答
客舱内温热的空气温度较高而且蕴藏巨大的水分(湿度较大),而碰到飞机空调出口的干燥低温的空气,瞬间达到雾点温度,空气的水蒸气会迅速冷凝,形成白雾。(夏天比较常见)
问
安全带左右拉很松,能不能起到固定作用?
答
当用手拉动安全带末端调节安全带长度时,不会触动安全带锁扣的锁止机构,因此可以轻松拉动。但当飞机由于颠簸等加速的变化引起的 *** 前后被动位移时,安全带的锁紧机构会在身体的突然拉扯下锁止,防止身体发生撞击 *** 损伤。(和车的安全带类似,调节时很松,突然制动时会拉紧起保护作用)
还可以在哪些10W+社媒找到我们?
速度!是在战时取胜的关键之一,有些飞机制造商终其一生只为研制出一款比竞争对手速度更快的飞机。今天,跟航知一起来看看世界上十大堪称“传说”,以速度出名的飞机,这其中有战机、有验证机、有现役、有已 *** 的……但他们在人们心中都是永恒的经典。
10 苏-27
长度21.9米
翼展14.70米
高度5.93米
更大速度2900公里/时
苏-27战斗机
(代号“侧卫”)是在 *** 时期由苏霍伊设计的单座、双发、全天候、重型战斗机。其设计目的是为对抗1970年代美军发展的战斗机,主要假想敌是F-15。它的设计要求长程、重武装、及很高的 *** 控灵活 *** 。除了担任空优任务为主的机型之外,苏-27还有其他多种任务的衍生型,属于 *** 战机。
09 F-111
*** 自美国空军
长度22米
更大速度3087公里/时
F-111“土豚”
是一款由美国通用动力于1960年代时开发制造、美国空军与海军联合参与设计案的成品多用途中距离战斗/攻击机。
F-111拥有诸多当时的创新技术,包含几何可变翼、后燃器、涡轮扇发动机和低空地形 *** 雷达。它有许多设计影响了苏联工程师和许多他 *** 工业的思维,其诸多前瞻设计后来也成为战斗机架构上的基本常态。在几次大规模的整理与改善之后,超音速低空进袭的引擎怒吼声、强大而精准的攻击能力,让北越 *** 给予它“死亡之啸”的称呼。
08 F-15
Gerard van der Schaaf/摄
长度19.44米
翼展13.03米
高度5.68米
更大速度3087+公里/时
F-15战斗机
由麦道公司(现波音公司)研制,代号“鹰”,双发、后掠翼、超声速、全天候、高机动 *** 空中战术喷气战斗机。
其中:
F-15A是单座制空战斗机;
F-15B是F-15A的双座教练型,初称TF-15A,后改称F-15B;
F-15C是F-15A基础上改进的单座制空战斗机;
F-15D是F-15C的双座教练型。
F-15服役已40多年,改型数十种,外销六个国家,参加大小战争100余场,击落敌机100余架,没有一架在 *** 上被击落的记录。目前仍是美国空军的主力空优战斗机,还没有看到有 *** 的迹像。
它有六个翼下挂点、四个机身外侧挂点、一个机身 *** 挂点,总 *** 可达7300公斤,F-15的主要 *** 是AIM-7空空 *** 、AIM-9空空 *** 和AIM-120空空 *** 等。
07 米格-31
Dmitriy Pichugin/摄于2011年
*** 空军的米格-31B。
长度22.69米
翼展13.46米
高度6.15米
更大速度3494公里/时
米格-31
是目前世界上飞行速度最快的战斗机和截击机,代号“捕狐犬”,是一款由 *** 米高扬设计局以米格-25为基础进一步发展而成的超音速双座全天候 *** 机。米格-31拥有推力超强的动力 *** ,但相对的也拥有非常高的油耗;与能盖过干扰反制的超强功率雷达,且因机身尺寸较大,直到21世纪都还能接受各种升级改装,经常被认为是空中预警机和战斗机的结合体。
06 XB-70
图源NASA
长度56.6米
翼展32米
高度9.4米
更大速度3704公里/时
XB-70“女 *** ”轰炸机
是一架美国空军在冷战时 *** 发的实验 *** 三倍音速超高空战略轰炸机,拥有当时更先进的技术概念。(喜欢他的朋友们,他来了!)
XB-70的设计之初原本是要用来取代B-52同温层堡垒式轰炸机,以超音速、超高空飞行的方式突破敌对国家的防空网作为目标。但由于进入1960年代后地对空 *** 的技术逐渐提升让XB-70处于不利之地,此外,该计划 *** 价比低于作用类似的洲际弹道 *** ,最后遭到取消,已经制造出来的原型实验机也被改为研究用途。
05 X-2
长度12米
更大速度3946公里/时
注意!此次我们要说的X-2并不是“心神”,也不是超高速直升机,而是X-飞机家族的X-2。(小编就被迷惑啦!!)
X-飞机(是一系列的美国试验飞机和直升机(及部分火箭)以用于测试尖端新技术。部分X-飞机被大力宣传及用作破纪录,但同时大部分X-飞机在开发的过程中都保持高度的机密。
X-2的生产商为贝尔公司,它于1952年6月27日首飞,特点为其高速和高海拔测试,X-2也是首架突破3马赫的飞机。
04 米格-25
Dmitriy Pichugin/摄
长度19.75米
翼展14.01米
高度6.01米
更大速度3951公里/时
米格-25(代号:“狐蝠”(Foxbat)),是苏联在1960年代研制部署的一种高空高速截击机,由米高扬设计局负责开发,高尔基“鹰”飞机制造厂(GAZ-21厂)生产。米格-25在冷战时期曾出口过叙利亚、 *** 、印度等国家,至今仍活跃在多国空军中。
03 YF-12
图源自美国空军
长度31米
翼展17米
高度5. *** 米
更大速度4136公里/时
1959年,为 *** *** 局设计生产A-12侦察机的洛克希德公司,提议以A-12的设计为基础来设计一款成本较低,还是具备三马赫飞行能力的机种。
YF-12战斗机就是美国空军根据A-12侦察机所发展的三马赫 *** 机,也是美国唯一成功试飞验证过的三马赫 *** 机。
02 SR-71
Tech. Sgt. Michael Haggerty/摄
长度32.74米
翼展16.94米
高度5. *** 米
更大速度4136+公里/时
SR-71“黑鸟”是美国空军所使用的一款三倍音速长程战略侦察机,洛克希德公司以A-12为基础,同系列的另一款机型是我们刚刚提到的YF-12截击机。
SR-71上使用了大量当时的先进技术,如半冲压发动机,钛合金机体,低可侦测 *** 设计,是美国之一代低雷达反射截面积飞机。虽然这些技术的不成熟导致出现了很多失误,但60年代中期SR-71率先达到同时代领先的高速,能以3马赫摆脱敌机与防空 *** 的追击。苏联任何的战斗机包括Mig-25与Mig-31在内的高速截击机都不能大幅超过SR-71黑鸟的飞行速度与高度。
01 X-15
图源NASA
长度15.45米
翼展6.8米
高度4.12米
更大速度8273公里/时
更大速度之一名
北美X-15是一架由北美航空所承制开发的火箭动力实验机,也是美国建造的之一个有人亚轨道飞行器。被美国当做宝贝。
上个世纪六十年代,X-15打破了许多速度与高度的记录,其飞行高度可以到达大气层的边缘,有13架次还到达过8万米(美国空军所制订宇宙飞行的标准高度)以上的高度,驾驶过这13架次的8名飞行员也被授予了宇航员的身份。另外还有两架次(由同一飞行员驾驶)到达国际航空联合会的宇宙飞行标准高度,即10万米。
若还有小编漏掉的,欢迎在评论里补充!
飞机起飞和最快行驶速度是多少呢马赫数,是我们常用来描述物体相对于周围流体(如空气)的速度的一种方式,它是物体速度与流体中声速的比值。在航空领域,马赫数是一个非常重要的参数,它可以帮助我们理解飞行器在空气中的行为和 *** 能。
马赫数的名称来自于奥地利物理学家恩斯特·马赫(Ernst Mach)。马赫在19世纪末提出了一种描述物体速度的新 *** 。他提出,相对速度应该用一个无量纲数值来表示,即物体的速度除以介质的声速。在空气中,声速的值约为343米/秒,或1235千米/小时,或767英里/小时,当然这个速度会随着气温和海拔高度的变化而变化。
以马赫的名字命名的这种速度度量单位广泛应用于航空和宇航科学,以描述飞行器的速度。常常听说飞机飞行速度为2马赫或3马赫,但实际上,这是一种相对速度,相对于周围的空气而言。
用马赫数来描述速度,特别是在研究超音速和高超音速飞行时,有其独特的优势。飞行器的许多气动 *** 能参数,如升阻特 *** 、激波结构等,都与马赫数有关。同时,马赫数也是飞行器设计的重要参数之一。
1马赫到底有多快?
为了理解马赫数,我们首先需要明确一点,那就是马赫数实际上并不是一个固定的速度,而是一个比率。简单来说,马赫数就是物体速度和声音在同一介质中传播速度的比例。这就意味着,1马赫在不同的环境下,表示的具体速度可能会有所不同。
在标准大气压和20摄氏度的条件下,声音的速度约为343.2米/秒,或1235.5千米/小时,或767英里/小时。因此,在这样的条件下,当一个物体以1马赫的速度移动时,它的速度就等于上述的声速。
但这并不是绝对的。实际上,声速会随着介质(如空气、水或钢铁等)和介质的条件(如温度、压力和湿度等)的不同而变化。例如,在海平面,20摄氏度的空气中,声速大约为343米/秒,但在-57摄氏度的高空,声速可能会下降到295米/秒。因此,1马赫在这两种环境下表示的实际速度是不同的。
这就是为什么,当我们说一个飞机的速度为1马赫时,我们实际上是在说,它的速度等于它所在环境中的声速,而不是等于一个特定的速度值。不过,在实际应用中,人们常常会用一些标准化的值来 *** 1马赫,比如1235千米/小时,以方便计算和对比。
飞行速度:常见马赫速度的比较
我们在描述飞行器的速度时,常常会用到马赫数。例如,商用喷气式飞机的巡航速度通常在0.85马赫到0.9马赫之间,即相对于当地的声速,它们的速度约为其85%到90%。换算成实际的速度,这大约等于每小时900千米至960千米。这样的速度使得飞机能在几小时内完成跨洲或跨国的旅行。
而对于 *** 战斗机来说,速度更是它们的重要 *** 能指标之一。一些现代战斗机,如美国的F-22“猛禽”战斗机,更大速度可以达到2.25马赫,也就是接近每小时2700千米。这样的速度已经超过了两倍的声速,是商用喷气机的三倍左右。
然而,战斗机的速度并不是无上限的。随着马赫数的增加,飞机所面临的空气阻力也会急剧增加,这就需要飞机有更强的动力和更高的燃油消耗。此外,随着速度的提高,飞机的结构也会受到更大的热应力和机械应力,这就对飞机的材料和设计提出了更高的要求。
如果我们再看看更快的飞行器,比如太空舱,它们在重新进入地球大气层时的速度可能会达到25马赫甚至更高。这样的速度是惊人的,但同时也带来了极大的挑战,例如如何保护太空舱免受高速飞行带来的极高热量。
以30马赫飞行:可能 *** 与挑战
飞行速度达到30马赫,虽然从技术角度来看,这可能令人难以想象,但这并不是不可能的事情。实际上,有些人造物体已经达到甚至超过了这样的速度。例如,一些高速 *** 和空天飞机,在飞行过程中,可以达到或接近30马赫的速度。然而,持续以这样的速度飞行,尤其是在大气层中飞行,无疑会面临巨大的挑战。
首先,以30马赫的速度飞行,对飞行器的推动力要求极高。随着速度的提高,飞行器所需的推力会以几何级数增加。这是因为,当速度接近或超过声速时,空气阻力会急剧增加。此外,随着速度的提高,飞行器还需要克服空气中分子的碰撞和摩擦力。
其次,以如此高的速度飞行,将对飞行器的材料和设计提出极高的要求。由于空气阻力和摩擦力的作用,飞行器将产生极高的热量,这可能会超过大部分材料的耐热 *** 。此外,以此速度飞行,还会对飞行器的结构产生巨大的压力,可能会导致飞行器的 *** 。
最后,以这样的速度飞行,还面临着 *** 控和导航的难题。飞行器的反应和 *** 控需要在极短的时间内完成,这对飞行器的 *** 控 *** 和飞行员(如果有的话)的反应能力提出了极高的要求。而且,如此高速的飞行,可能会超过现有雷达和导航 *** 的检测和 *** 能力。
综上所述,虽然从理论上来说,以30马赫的速度飞行是可能的,但这无疑会面临巨大的技术和物理挑战。至少在目前,我们还没有足够的技术能力,来实现在大气层中持续以这样的速度飞行。
30马赫飞行的体验:旅行时间和视觉效果
虽然我们现阶段还无法亲身体验30马赫的飞行,但我们可以用一些理论和模拟来预测这样的飞行体验可能会是什么样的。重要的是要明白,这将是一种极其非同寻常的体验,远远超出了我们日常生活的范畴。
首先是旅行时间。以30马赫的速度,可以在几分钟内穿越整个 *** ,在不到一小时的时间内绕地球一圈。这种速度带来的便利是无法想象的,但同时也可能带来一些问题,比如如何安排起飞和降落,以及如何在如此短的时间内完成长途飞行的所有准备工作。
然后是视觉效果。在超过5马赫的速度下,飞行器周围的空气会被压缩和加热,产生所谓的光化现象。这可能会导致飞行器周围出现一团明亮的光芒,甚至可能会形成一种类似火焰的效果。此外,由于高速飞行,地面的景物将以惊人的速度在眼前掠过,可能会给飞行员或者乘客带来一种强烈的速度感和视觉冲击。
最后,还有一些其他的影响需要考虑。比如,高速飞行可能会产生极大的噪音和振动,这可能会对飞行员或乘客产生影响。此外,如果飞行器突然减速或改变方向,可能会产生极大的惯 *** 力,这可能会对 *** 产生伤害。
总的来说,30马赫的飞行将是一种极端的体验,既有无可比拟的速度和便利,也有可能的不适和危险。然而,至少在目前,这仍然只是我们的理论和假设,要真正实现这样的飞行,还有很长的路要走。
超音速飞行的技术挑战
超音速飞行,尤其是像30马赫这样的极高速度飞行,无疑将会对我们的科技极限提出严峻的挑战。在此,我们将主要探讨两个方面的挑战:推动力 *** 和热防护 *** 。
首先是推动力 *** 。一般来说,飞行器的推动力来自于其发动机。然而,传统的喷气发动机或者火箭发动机在超过5马赫的速度下,效率将会大大降低,甚至可能无 *** 常工作。原因在于,当飞行器的速度接近或超过声速时,进入发动机的空气也将以接近或超过声速的速度流动,这可能会导致发动机内部的燃烧过程无 *** 常进行。
一种可能的解决方案是使用所谓的超燃冲压发动机,它可以在超音速下的高动压环境中正常工作。然而,这种发动机的技术难度非常大,尤其是在如何有效的捕获和压缩超音速的空气方面,至今仍然没有实现商业化应用。
其次是热防护 *** 。以30马赫的速度在大气层中飞行,飞行器将面临极高的热流密度,可能达到几千度甚至更高。这就需要飞行器有非常优秀的热防护 *** ,能够抵抗这种高温,并将热量有效的导出,以防止飞行器的结构和内部 *** 过热。
当前,一种可能的解决方案是使用耐高温的陶瓷材料或者特种金属合金,以及一些先进的热防护设计,如隔热层和热管等。然而,这些技术目前还处在研发阶段,要实现在30马赫速度下的持续飞行,仍然需要进一步的技术突破。
未来的可能 *** :突破马赫极限
虽然目前技术面临许多挑战,但我们不能否认,科技的进步往往会以我们无法预测的方式突破我们当前的理解。关于马赫极限,即使在大气中以30马赫飞行的概念可能看起来遥不可及,但随着科技的不断发展,我们可能会找到解决目前问题的 *** 。
目前已经有一些研究正在探索新的飞行技术,如反物质推动,这可能会为高速飞行提供足够的推力,同时减少能源消耗。尽管这些技术目前还处在理论或实验阶段,但它们为未来提供了无限的可能 *** 。
同样,对于热防护技术,也有许多新的研究方向。比如,使用磁场来创建一种保护飞行器的“磁屏”,这个磁屏可以将大气中的粒子偏转,从而减少飞行器受到的热流。再如,利用先进的 *** 技术,将飞行器产生的热量快速传输到飞行器的其他部分,或者直接排放到外部空气中。
然而,无论我们的技术发展到何种程度,都必须承认,以30马赫的速度飞行在大气中,将会是一项巨大的挑战。这不仅是技术的挑战,也是物理的挑战。要想真正实现这样的飞行,我们可能需要重新思考我们对飞行的理解,甚至可能需要发现新的物理定律。
总的来说,虽然我们还无法确定未来能否突破马赫极限,但我们仍然可以对此保持乐观的态度。毕竟,科技的发展总是充满了惊奇,谁能说未来的某一天,我们不能乘坐一个飞航速度为30马赫的飞机,去遨游这个美丽的蓝色星球呢?