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上回讲到，后掠翼的研制提升了战机的临界马赫数。像米格15，F-86这样早期的喷气式战斗机的速度确实提升了很多，但是依然没有达到突破音速的要求。

于是设计师们开始思考：是不是后掠角做得还不够大？

01

歼五

沈飞工业公司研制

年试飞

高亚音速喷气式战斗机

02

歼六

沈飞工业公司研制

年试飞

超音速喷气式战斗机

以国产战机为例，从歼五到歼六的转变中我们的确看到了后掠角在变大，可是后掠角的加大也带来了翼尖失速和起降性能变差等问题。

看来，单纯的后掠翼布局是高速飞机所迈出的只是第一步，远远不是最后一步。

既然一味的增大后掠角不行，那么怎样才能实现超音速呢？

直面困境——音障·

大后掠翼战斗机虽然实现了高速飞行，但走的是延缓激波，躲开音障的路子。随着飞行速度继续提升，后掠角不能再做得更大了，再大机翼就得塞进机身了。于是工程师们开始直面音障的困难。

让我们先看看音障是如何形成的。

当飞机的飞行速度比音速低时，同飞机接触的空气如同“通讯员”一般，以传递声音的速度向前”通知”前面即将遭遇飞机的空气，使他们“让路”。

亚音速子弹穿过时的纹影摄影图

但当飞机的速度超过音速时，飞机前面的空气因来不及躲避而被紧密地压缩在一起，堆聚成一层薄薄的波面——激波，激波后面，空气因被压缩，使压强突然升高，阻止了飞机的进一步加速，还可能使机翼和尾翼剧烈振颤而发生爆炸。

超音速子弹穿过时的纹影摄影图

所谓音障，就是飞机的飞行速度接近音速时，进一步提高飞行速度所遇到的障碍，这些障碍主要表现为飞机阻力增加，升力下降，甚至飞机本身会出现抖颤。科学家们为了克服“音障”，一方面通过改变飞机的外形等办法尽量推迟上述不利因素的出现。另一方面采用大推力的喷气发动机增加飞机的动力。

“夹缝生存”—三角翼布局·

工程师们开始直面音障的困难，研究思路也从原本的躲开音障变成了突破音障！经过无数计算和试验，付出了大量头发之后，工程师们发现：只要把飞机机身收在机头产生的激波之内，阻力的问题就可以迎刃而解。

如果是没有收到机头造成的激波后面，则会有更多的点引发激波，带来更大阻力的同时也对战机结构带来了挑战。

于是设计师们提出：机翼要坚固，要简洁——三角翼几乎完美地满足了设计师的需求，三角够坚固，又把机身收在了机头激波的后面，最大程度上减少了超音速所带来的阻力，甚至还出现了把平尾都省了的无尾三角翼布局。

三角翼也是人类探索战机超音速迈出的重要一步，许多国家的超音速战机也采用了三角翼的布局。

1

米格21

前苏联

2

歼十

中国

3

幻影

法国

4

EF-台风

英、德、意、西联合研制

之前所讲过的F-14在后掠角最大时也接近三角翼的布局

一鸣惊人——音爆·

当

当高速运动的战机最终突破了音障的阻碍，赶在声音传播的前面，便会出现巨大的爆炸响声，这便是音爆。飞机所发出的疏密状的音波无法跑到飞机前方，所以就全部叠在机身后方，形成了圆锥形状的音锥。当它们向外传播时便互相干扰和影响，然后汇集成一道包络机头的音爆前激波和一道尾随机尾的后激波。这种波虽然可以用快艇在水面形成的楔形水波来比拟，但有着迥然不同的性质。激波的厚度很小，经过波后空气的压强、密度、温度都突然升高，速度立即下降。当这两道激波波及到无论哪个空间和物体时，均会感到这种强烈的变化，反映到人的耳朵里，使耳鼓膜受到突然的空气压强变化，就感觉是两声雷鸣般的巨响。

在突破音障时还会伴随的一个奇特现象便是“音爆云”,这是由于在激波面后方由于气压增加而压缩周围空气,使水气凝结形成微小的水珠,看上去就像云雾一般。这种云雾通常只能持续几秒钟,激波现身,转瞬即逝。音爆云是国内对这种现象的一个俗称,较为严肃一点的描述为普朗特-格劳厄脱凝结云。

正是这种视觉和听觉上的双重刺激，带来了突破音障时的壮观场面

结语

噼啪的鞭炮声，皮鞭发出的巨响，都是生活中常见的音爆现象。而从这些到战机所产生的音爆却是真正质的飞跃。从活塞式发动机到喷气式引擎、从平直翼到三角翼、从滑翔机到超音速飞机......人类的航空史充满着传奇与荣耀，同样也遍布着坎坷与血泪。让我们向过去为航空事业做出贡献者致以敬意，更向未来的无限可能怀以憧憬！

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