飞机与声音的比赛

编辑: 逍遥路 关键词: 高中物理 来源: 高中学习网


早期的飞机都是用螺旋桨作推进器的,这种飞机可以达到每小时七百多公里的速度,比汽车要快得多。可是人们还不满足,声音每秒可以“跑”340米,照这样计算一小时就可以“跑”1200多公里,飞机能不能追上声音呢?为了达到这一目的,人们设计了一种新式的飞机,这种飞机不用螺旋桨推进,而是靠向后喷射大量高压气体产生的反冲力向前飞行,这就是大家熟知的喷气式飞机。第一架喷气式飞机的速度一下子提高了很多,以后经过不断改进,竟可以达到每小时975公里。在这场人类同大自然的赛跑比赛中,看来飞机要超过声音了。然而意想不到的惨事发生了。当试飞的喷气式飞机速度继续增大时,突然发生了一阵雷鸣般的巨响,一眨眼,正在飞行的飞机被炸得粉碎,好像撞上了一座大山似的。以后又连续发生了几起类似的爆炸。飞机设计师、工程师和物理学家对这件怪事作了深入的调查研究,终于找到了凶手──空气,是空气墙把飞机撞碎了。

原来一切物体,包括飞机在内,在空气中运动时,都会给前面的空气以一定的压力,使物体前面的空气压紧,形成一垛肉眼看不见的“墙壁”。物体运动速度越大,这垛“墙”越坚固(密度增大)。

如此说来,人人都得担心碰上这垛墙了。绝不是!因为空气墙总是以声音的速度往前跑的,只要在低于声音的速度范围内运动,就不可能追上它,以致碰上它。只是对于一架想要超音速飞行的飞机或其他物体来讲,那就势必要碰上空气墙,发生前面的那些惨案。人们把空气的这种作用称为声障。科学家还发现,由于飞机周围的气流不均匀,因此在飞机速度还未超越声速时,也可能会撞得粉碎。

那么能不能克服声障呢?难道人类制造的飞机永远甘心落后于声音?不,科学家找到一种办法,把飞机的外形改一下,使机身做成纺锤状的,两头尖、中间粗,再把飞机的两只翅膀尽量朝后掠,飞机就可以顺利地穿过空气墙了。

今天,一些先进的喷气式飞机的速度已达到了声速的两倍,甚至三倍于声速的程度。在这场与声音赛跑的竞赛中,人显然是优胜者。


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