什么是超聲速巡航
從第二代戰(zhàn)斗機開始,世界各國的主力戰(zhàn)斗機均已經(jīng)實現(xiàn)了超聲速飛行。超聲速飛行這個概念很容易理解,也就是飛機能夠以高出聲速的速度飛行。
從第一代戰(zhàn)斗機開始,戰(zhàn)斗機的飛行速度已經(jīng)很接近聲速,但由于發(fā)動機性能的原因,想要突破聲速卻是一個大問題。一般來說,噴氣發(fā)動機的渦輪前溫度越高,發(fā)動機的推力就越大,但是由于渦輪工作環(huán)境的原因,它既要承受極高的溫度又要承受巨大的推力,這顯然是矛盾的,因此無法達到超聲速的要求。后來,科學家們?yōu)閲姎馐桨l(fā)動機加入了一個附加裝置——加力燃燒室。加力燃燒室可以通過在發(fā)動機噴出的氣流中加入燃料,令燃料即時燃燒、膨脹而產生額外推力,短時間內可以讓發(fā)動機推力提高1.5倍,從而突破聲速。

通常噴氣式飛機在飛行中會噴出高溫氣流作為飛行的動力,在開啟加力燃燒室后,會出現(xiàn)明顯的“噴火”。圖為對發(fā)動機加力燃燒室的性能測驗。
由于必須開啟加力燃燒室才能維持超聲速,燃料耗損極為巨大,可達一般狀態(tài)的數(shù)十倍之多,非常不經(jīng)濟。一般戰(zhàn)斗機在加力燃燒室全開下,大多數(shù)不到十分鐘就會耗盡所有燃料。
在了解噴氣式飛機實現(xiàn)超聲速飛行的過程之后,不禁要問,超聲速巡航又是指什么呢?
超聲速巡航強調的是飛機能在不開啟加力燃燒室的情況下持續(xù)在平飛狀態(tài)下進行超聲速飛行。
到了20世紀80年代,由于發(fā)動機技術的提升,令不開加力燃燒室進行超聲速巡航成為可能。在美國空軍于1987年提出的“先進戰(zhàn)術戰(zhàn)斗機計劃”中,即將超聲速巡航列為新一代戰(zhàn)斗機必備要求之一。
目前世界上能夠進行超聲速巡航的軍用飛機有俄羅斯的米格-31戰(zhàn)斗機,美國的F-22戰(zhàn)斗機和F-35戰(zhàn)斗機,英國、德國、意大利、西班牙等國合作研發(fā)的臺風戰(zhàn)斗機,法國的陣風戰(zhàn)斗機以及瑞典的JAS 39NG型戰(zhàn)斗機。

米格-31戰(zhàn)斗機,蘇聯(lián)于20世紀70年代研制的戰(zhàn)斗機,目前主要裝備在俄羅斯空軍,最高速度可達3倍聲速,是目前世界上飛行速度最快的戰(zhàn)斗機。
軍用飛機小知識
什么是聲障?
在飛行速度接近聲速時,會出現(xiàn)阻力劇增、操縱性能變壞等現(xiàn)象,飛行速度也不能再提高,因此人們曾以為聲速是飛機速度不可逾越的障礙,故有此名。在飛機突破聲障時,會產生巨大的聲爆和沖擊波。

美國的F-22戰(zhàn)斗機是目前世界上唯一服役的第五代戰(zhàn)斗機,具備超聲速巡航能力、隱身能力等特征,被認為是當今最強的戰(zhàn)斗機。

臺風戰(zhàn)斗機歐洲戰(zhàn)機公司生產的多用途戰(zhàn)斗機,也是少數(shù)能夠進行超聲速巡航的戰(zhàn)斗機之一。

陣風戰(zhàn)斗機是如今法國空軍的主力戰(zhàn)斗機,在更換了動力更強的M88型引擎后,該機可以在不打開加力燃燒室的情況下達到1.4倍聲速,具備了超聲速巡航能力。

JAS 39NG型是瑞典JAS 39戰(zhàn)斗機的改進型,換裝了F-414G型發(fā)動機,可以在不打開加力燃燒室的情況下實現(xiàn)1.2倍聲速的超聲速巡航。