[科普中國]-超音速

超音速便是指超過聲音的傳播速度大于340米每秒。音速就是指聲音的速度，標(biāo)準(zhǔn)速度是在15℃（氣溫）的海平面測試聲音在空氣中傳播的速度（在水中或其他介質(zhì)中速度不同）。超音速便是指超過聲音的傳播速度。

聲音在15℃的空氣中的速度是340米每秒，大約是1224千米每小時(shí)。超音速是指速度比340米每秒大的狀態(tài)，小于340米每秒的速度稱作亞音速，等于340米每秒的速度為穿音速，聲音的速度會(huì)因?yàn)闅鉁氐牟煌驓鈮旱牟煌?，而有所不同。高超音速定義：一般認(rèn)為大于5倍音速的速度稱為高超音速。1

計(jì)算方法馬赫是表示速度的量詞。一馬赫即一倍音速(音波可以在固體、液體或是氣體介質(zhì)中傳播，介質(zhì)密度愈大，則音速愈快，所以馬赫的大小不是固定的)：馬赫數(shù)小于1者為亞音速，馬赫數(shù)大于5左右為超高音速；馬赫數(shù)是飛行的速度和當(dāng)時(shí)飛行的音速之比值，大于1表示比音速快，同理，小于1是比音速慢。

其中Ma為馬赫數(shù)，V為飛行速度，a為飛行器所在位置的音速。故，當(dāng)Ma>1時(shí)為超音速。

應(yīng)用飛行器在亞音速與超音速的飛行速度下，環(huán)境差別甚大。在超音速飛行速度下，阻力、熱量和空氣動(dòng)力都會(huì)發(fā)生改變，而且產(chǎn)生的音爆會(huì)嚴(yán)重的損壞飛機(jī)的機(jī)械強(qiáng)度。準(zhǔn)確地測量超音速以及在超音速飛行速度下的環(huán)境，是制造超音速飛行器必不可少的前提條件。英-法協(xié)和號(hào)(Concorde)和前蘇聯(lián)的(Tupolev-144)開辟了人類商務(wù)超音速飛行的先河。2

前蘇聯(lián)的超音速客機(jī)晚于協(xié)和號(hào)，但首次試飛卻早于協(xié)和式。60年代初，當(dāng)前蘇聯(lián)得悉美國、西歐準(zhǔn)備研制超音速客機(jī)后，倉促上馬研制超音速客機(jī)。由圖波列夫設(shè)計(jì)局研制的圖-144在外形上與協(xié)和號(hào)非常相近，特別是當(dāng)前蘇聯(lián)駐英使館人員曾因竊取協(xié)和資料被大批驅(qū)逐的消息披露后，因此航空界普遍懷疑圖-144是抄襲協(xié)和號(hào)的，并戲稱其為“協(xié)和斯基”。 圖-144與協(xié)和式一樣采用下單翼結(jié)構(gòu)，狹長的三角翼，無平尾，可下垂的機(jī)頭。四臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)也分別下掛在機(jī)翼下側(cè)。圖-144的巡航速度為2.35馬赫，最大航程6500千米，載客140人。這些指標(biāo)優(yōu)于英法聯(lián)合研制的協(xié)和式。圖-144的設(shè)計(jì)方案于1965年9月在前蘇聯(lián)公開展出。1968年12月31日，第一架原型機(jī)制成并進(jìn)行了試飛，創(chuàng)下了一項(xiàng)世界第一的紀(jì)錄。經(jīng)過大約3年的試飛，圖-144進(jìn)行了重大的改動(dòng)，并于1973年投入批生產(chǎn)。估計(jì)圖-144共生產(chǎn)了30架。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

王沛 - 副教授、副研究員 - 中國科學(xué)院工程熱物理研究所