从查克·叶格到云行：超音速飞行的突破之路

从查克·叶格到云行：超音速飞行的突破之路

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腾讯

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来源

1.

https://new.qq.com/rain/a/20241031A08EOW00

2.

http://old2022.bulletin.cas.cn/publish_article/2024/6/20240614.htm

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https://pansci.asia/archives/81542

4.

https://www.hanspub.org/journal/paperinformation?paperid=92399

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https://www.cpsjournals.cn/index/news/detail/53010

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https://www.ourchinastory.com/cn/11016/%E4%B8%AD%E5%9B%BD%E9%A6%96%E6%9E%B6%E8%B6%85%E9%9F%B3%E9%80%9F%E6%97%A0%E4%BA%BA%E9%A9%BE%E9%A9%B6%E9%A3%9E%E6%9C%BA%E8%AF%95%E9%A3%9E%E6%88%90%E5%8A%9F

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https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%BD%BD%E4%BA%BA%E8%88%AA%E5%A4%A9%E5%99%A8%E5%8F%82%E6%95%B0%E5%AF%B9%E6%AF%94

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https://nie.merit-times.com.tw/newsdetail_tw.php?id=10412

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https://convomediagroup.com/blogs/convo-tech/boom-supersonic-jet-xb-1

1947年10月14日，美国空军飞行员查克·叶格驾驶X-1试验飞机在加州南部上空，以1078公里/小时的速度（1.015马赫）突破了音障，成为第一个超过音速的人类。这一壮举不仅打破了所谓的“音速屏障”，更开启了人类航空史上的全新篇章。

在探讨音速的秘密之前，我们先来了解一下什么是马赫数。马赫数（Ma）是物体速度与当地音速的比值，计算公式为 Ma = V / a，其中V是物体的运动速度，a是当地条件下的音速。值得注意的是，音速并非一个固定值，它会随着温度、高度、大气密度等因素的变化而变化。例如，在海平面（15℃）条件下，音速约为340米/秒（1225公里/小时），而在10000米高空，音速则降至约299米/秒（1062公里/小时）。

根据马赫数的不同，飞行器的飞行状态可分为以下几类：

• Ma < 0.3：低速流动，可忽略空气压缩性
• 0.3 ≤ Ma < 1：亚音速
• Ma ≈ 1：跨音速，如突破音障
• 1 < Ma < 5：超音速

在叶格突破音障之前，音速一直被视为航空领域的“禁区”。当飞机接近音速时，会遇到所谓的“音速屏障”，产生强烈的激波和巨大的阻力，导致飞机剧烈震动，甚至解体。这种现象被称为“音爆”。

为了突破这一屏障，X-1试验飞机采用了独特的设计。它采用了乘波体构型，这种设计在高超音速飞行时产生的弓形激波可以很好地附着在前缘上，使得激波后的高压区域局限在下表面，从而产生比常规构型高得多的升阻比。同时，X-1还配备了火箭发动机，能够提供足够的推力以克服音速屏障。

自叶格的壮举以来，人类在超音速技术领域取得了长足进步。近年来，中国在这一领域展现出强劲实力。例如，云行超音速客机已成功试飞，突破了马赫4的速度极限，是协和客机速度的两倍。此外，中国还成功研制了首架超音速无人驾驶飞机，高4.13米、长15.7米、重量超过7,000公斤，能够在1.3万米高空完成各种飞行动作。

这些突破不仅展示了中国在航空领域的技术实力，更为重要的是，它们打破了西方国家在超音速飞行领域的技术垄断。超音速飞行涉及的核心技术，如气动外形设计、高温材料和推进系统，都与传统亚音速客机有着本质区别。这为中国提供了一个在全新技术平台上建立领先优势的机会。

随着新材料、新能源和空气动力学设计等领域的技术突破，超音速飞行的经济性和实用性正在逐步提高。未来，我们有望看到更多商业化的超音速客机投入运营，这将彻底改变人们的出行方式。同时，超音速技术的突破也将带动航天、军工等相关产业的发展，推动整个高端制造业的升级。

从查克·叶格驾驶X-1突破音障，到今天中国在超音速领域取得的突破性进展，人类对速度的追求从未止步。正如叶格当年所说：“我们只是在做一件前人未曾做过的事。”而今天，我们正在续写这段传奇，探索着航空科技的无限可能。