世界上飛得最快的飛機SR-71黑鳥,其實是一架“很慢”的飛機。
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因為它的身體太脆,安全速度上限只有900公里/小時左右,這水平,連F-15、F-16它都追不上。
那三倍音速的傳奇它又是怎么創(chuàng)造的?大家好我是火箭叔,今天用3分鐘帶你解開黑鳥“又慢又快”的秘密。
先說個關鍵概念——“結構空速限制”。它的意思是:飛機機身能承受的最大風壓上限。你可以把飛機想象成一張撐開的雨傘,風越大,它越容易被吹壞。黑鳥的這把“傘”特別大,但傘骨頭又比較脆,風一旦超過某個強度,它就會被掰斷。所以設計師給它設了一個安全線,大約是500節(jié),也就是926公里/小時的等效空速,遠小于普通戰(zhàn)機的600~700節(jié)。聽到這兒你可能會奇怪:那黑鳥的每一次超音速飛行,豈不是都在拿命賭?別急,這就涉及到第二個關鍵概念:速度到底怎么定義。
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我們平時說的“馬赫數(shù)”,是相對于聲速的倍數(shù)。但問題是,空氣的密度隨著高度不同而差別巨大。低空空氣稠密,像在水里游泳;高空空氣稀薄,像在輕煙里飄。于是同樣的“身體感受”,在高空就得跑得更快才能達到。此處你可以腦補一個畫面:你騎著電動車在大風天迎風沖,可能40公里/小時就頂不住了。但如果換成是無風的晴朗天,你可能得飆到120才能感受到同樣的阻力。那在黑鳥身上,926公里/小時的安全上限,在七萬英尺的高空就能換算成三倍音速。換句話說,黑鳥其實不是在低空跑得快,而是靠高空“刷速度”。
它為什么非得這么設計?就不能把結構做得再強一點,直接在低空也能飛更快!答案是它的使命決定的。它不是用來格斗的,而是用來在極高的高度飛得極快,從而逃脫導彈和戰(zhàn)斗機的追擊。速度在它這里是一種護甲,而不是炫技。但要做到這一點,就必須在強度、重量和耐熱之間找到平衡。黑鳥的機身用了大量鈦合金,強度遠超常規(guī)飛機,卻仍要面對三倍音速下的高溫烘烤——機表能被摩擦熱烤到三四百度,油箱甚至在地面會漏油,必須飛起來后靠熱脹冷縮才能嚴絲合縫。它最大的挑戰(zhàn),不是簡單地“能不能撐住風”,而是“能不能同時撐住風和高溫”。
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這,才為我們帶來了一個有趣的悖論——SR-71既是世界上飛得最快的飛機,也是等效空速最慢的飛機之一。
我是火箭叔,更多科技冷知識,咱們下期解鎖。
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