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声障

又称音障。大展弦比的直机翼飞机,在飞行速度接近声速时,会出现阻力剧增、操纵性能变坏和自发栽头的现象,飞行速度也不能再提高,因此人们曾以为声速是飞机速度不可逾越的障碍,故有此名。

声障一词最早出现于20世纪40年代初期。第二次世界大战中,战斗机的设计已经相当成熟,虽然还沿用直机翼,但暴露在机外的零件已经很少,飞机外形十分“干净”。当时单台发动机的动力已超过一千马力(1马力=735.499瓦),飞机的平飞速度已达声速的一半;俯冲时,可以超过声速的0.7倍。 正是在后一情况下发现飞机有自发栽头和尾翼强烈抖振现象,使整个飞机有破碎的危险。后来发现,自发栽头是由于翼面附近出现相当大的超声速区,翼面上吸力区(气压低于大气压的区域,也称负压区)大大地向后扩展,压力中心显著后移,从而产生很大的低头力矩造成的。翼面上的局部超声速区是以激波为后界的,而激波又引起翼面上的边界层分离;分离流很不稳定,打到尾翼处就会引起尾翼抖振。同时这还使飞机的阻力随马赫数的微小上升而急剧增大,因而人们认为声速是飞行速度进一步提高的不可逾越的障碍。随着飞机外形设计的不断改进(如改用展弦比较小和翼剖面更薄的后掠机翼),推力更大的喷气发动机的制成,声障也就成为一个历史名词。