飛機以超音速飛行的條件是什麼

推力只是為了達到超音速。

飛行的一部分。 當物體以接近聲速的速度飛行時，空氣的性質會發生變化。 當飛機飛行時，它會壓縮前面的空氣，形成的壓力波以音速傳播。

當以低於音速的亞音速飛行時，壓力波在飛機前方執行，在一定程度上起到了推動前方空氣的作用。 但當以音速飛行時，前方的壓力波“躲避”，堆疊在一起，阻力急劇增加，阻力增加比亞音速增加3倍，飛機就像一頭撞牆一樣，這就是“音障”。

聲屏障）。然而，隨著速度繼續增加到音速的倍數以上，飛行器在壓力波之前執行，飛行器的機頭形成錐形衝擊波。

氣壓沿激波前沿急劇上公升。 衝擊波前部壓力急劇下降，尾部壓力達到負壓，尾部壓力急劇回落至正常壓力，整個壓力分布呈N型，呈突然上公升-緩慢下降-突然上公升，因此常稱為N型波。 由於N波前沿的牽引和後緣的推進，超音速飛行器所在的N波中間部分的氣流是亞音速的。

衝擊波正好以聲速，幾乎垂直於飛機行進方向的平面; 隨著速度的增加，衝擊波變得越來越急劇變細，速度增加，錐體的“掃角”也增加，因此超音速飛行阻力增加的速率隨著速度的增加而減小，超音速後速度增加一倍，阻力僅增加30-50%。 此屬性僅與聲速或馬赫數有關。

與此相關的是，無論在什麼高度，飛機都以相同的馬赫數飛行，它所經歷的空氣動力學條件是相同的，與以公里和小時為單位測量的實際速度和高度關係不大，因此高速飛機通常用聲速而不是實際速度來描述。 聲速或馬赫數隨空氣條件而變化，但不是單調的，也就是說，不是一直向上或向下，而是向上和向下。 在海平面。

，聲速為每小時1公里。 到10,000公尺時，聲速下降到1，km / h。 但是超過20,000公尺，聲速隨著高度的增加而增加，例如，在30,000公尺處，聲速為每小時1，公里。

速度必須是超音速。

跨音速飛行盡可能在高海拔地區進行，因為高海拔地區的空氣密度低於低海拔地區，並且聲音衰減更強烈。

需要盡可能消除飛行器的各種渦流電阻。

機身的結構強度必須能夠承受超音速引起的振動和高溫。

超音速飛機通常以 1 馬赫到 5 馬赫的速度飛行，其中 1 馬赫是音速的兩倍。

超音速飛機是一種飛行速度超過音速的飛機。 1947 年 10 月 14 日，美國空軍上尉查爾斯·耶格爾 （Charles Jaeger） 駕駛 X1 在 12,800 公尺的高度飛行，達到每小時 1,278 公里的速度，首次突破音障。

超音速飛機按功能分為超音速戰鬥機、超音速轟炸機、超音速運輸機、超音速客機、超音速偵察機、超音速教練機。

超音速飛行的特點是：氣動中心向後移動，縱向靜態穩定性增加; 飛機阻尼隨著馬赫數的增加而減小。 兩者都會導致飛機擾動的緩慢衰減和機動性的惡化（參見擾動運動模式），尤其是在高海拔地區。

因此，驅動動作要柔和，杆舵要協調。 由於水平尾翼和垂直尾翼效率的降低，鉸鏈扭矩急劇增加，變化規律複雜，因此需要使用全動水平尾翼和不可逆助推器。 尾部效率的降低導致飛機的航向穩定性和橫向穩定性（見飛機動力學）隨著馬赫數的增加而降低。

特別是在高空飛行中，航向穩定性較差，因此需要增加垂直尾翼面積或使用自動化裝置或限制馬赫飛行次數。 由於高空空氣稀薄，大氣溫度低，飛行速度範圍小，加速度慢，爬公升率降低。 當高度劇烈變化時，高度計和車速表指示會產生較大的延遲誤差，真實速度與儀表速度指示值之間的差異會增大。

高速飛行引起的氣動加熱，在飛行馬赫數小於該值時，仍能保持鋁合金的強度。 達到馬赫數後，氣動加熱加劇，必須使用耐熱合金材料（見熱強度分析）。 為了防止音爆和噪音危害，許多國家禁止在居民區上空進行超音速飛行。

高超音速飛機是最大飛行速度大於音速5倍的飛機。

高超音速飛機的研究工作與穿梭機的研究有著密切的聯絡。 專家表示，高超音速飛機的發展在經過長期的停滯後開始蓬勃發展，逐漸將先進技術變為現實。

然而，一些專家表示，要使該技術真正普及，必須採取措施大幅減少飛機產生的超音速音爆，目前許多公司正在努力開發解決這個問題的方法。 據稱，高超音速飛機的飛行速度至少是音速的5倍，環遊世界只需要4個小時。

高超音速飛機需要解決的問題：

1.求解相應的功率器件。

渦輪噴氣發動機的效能在飛機飛行大於馬赫數後會迅速下降。 當巡航馬赫數大於 4 時，最好使用渦輪噴氣發動機、沖壓發動機和超燃沖壓發動機混合動力發動機。

2.接受這波高強度興奮的挑戰。

風洞試驗初步表明，當馬赫數為5 6時，巡航公升阻比介於兩者之間。 使用乘波優化方案可以進一步提高公升阻比。

3.解決表面溫度問題。

高超音速飛行會遇到惡劣的熱環境。 作為第一階段進入軌道，穿梭機X-30的表面溫度達到了840-1840，除了需要開發能夠長期承受高溫的輕合金材料和非金屬複合材料外，突出的難點是結構和熱模具的匹配。

4.解決噪音和音爆問題。

高超音速飛機將遇到比高超音速飛機更嚴重的噪音和音爆問題，必須得到有效解決。