航空界的“死亡魔咒”是如何被征服的

□ 陆光淏

  • 来源:科普时报
  • 作者:
  • 2025-11-07 10:00

巴以冲突战火持续,以色列军机此前现身黎巴嫩首都贝鲁特及多地空域,低空飞行中突破音障,接连发出震耳巨响。

回溯航空史,1947年10月,美国加利福尼亚州沙漠上空,一架外形酷似子弹的试验机突然爆发出一声巨响,如同惊雷滚过荒原,飞行员查克·耶格尔看着仪表盘上的速度指针突破“1”的瞬间,嘴角扬起笑容。人类终于突破了那堵横亘在天空中“看不见的墙”。音障这堵墙,曾是航空界的“死亡魔咒”:战斗机在接近音速飞行时都会产生严重变形,多名飞行员因此付出了生命。

空气“跟不上”的物理法则

要理解音障,首先要明白空气的“脾气”。当物体在空气中运动时,会推开前方的空气分子,这些分子会以音速向周围扩散,就像船在水面划过的波纹。

当物体速度低于音速时,前方的空气分子有足够的时间“让路”,空气会沿着物体表面平稳流动,阻力相对较小。就好比人在散步时,能从容避开前方障碍;当物体速度接近音速时,前方的空气分子来不及扩散,会在物体前方堆积,形成一道密集的“空气墙”——激波。此时空气不再平稳流动,而产生剧烈紊乱,阻力会突然增加数倍。当物体突破音速后,会“甩”开自己产生的激波,激波被甩在物体后方,形成一个锥形的“激波锥”,此时的阻力反而会有所下降。

简单来说,“音障”就是空气分子“反应速度”跟不上物体运动速度时,形成的一道无形屏障。它会让飞机承受巨大压力,机翼可能因气流分离而失去升力,尾翼也可能因震颤而断裂,这也是早期飞机突破音速时频频失事的原因。

那些看得见的“墙痕”

音障出现时,会留下一系列“痕迹”。

最典型的现象,就是“凝结云”。当飞机接近音速时,激波会使得周围的空气压力骤增,温度随之降低,空气中的水蒸气会迅速凝结成小水滴,形成一团白色的云雾,包裹住飞机机身。这种云雾通常只持续几秒钟,却像给飞机套上了一层“白纱”,这也成为判断飞机是否接近音速的直观标志。

另一个标志性现象是“音爆”。当飞机突破音障后,激波锥会向地面传播,人们会听到一声如惊雷般的巨响。驾驶飞机的飞行员在突破音障后,整个世界仿佛都安静了下来。

从“禁区”到“日常”

如今,音障早已不是航空领域的“禁区”。战斗机、导弹都能轻松突破音速。科学家们通过改变飞机外形,将机翼设计成尖锐的“后掠翼”,机身设计成“蜂腰形”,减少空气堆积的面积,让音障更易突破。

这堵看不见的墙,曾经是人类探索天空的阻碍,却也推动了空气动力学的飞跃。

(作者单位:中国人民解放军94195部队)

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