前两天在回答喷气式战斗机和二战飞机可有一战的问答的时候,引用了一个喷火战机的数据。这时候就有粉丝来问问题了。

一架螺旋桨飞机可以飞到1328公里/小时的速度?

这就让人很惊奇了。毕竟1328公里/小时的速度已经超过音速了,达到了1.08马赫的速度。

很多的人认为只有喷气式飞机才可以超过音速,而历史上也的确是只有喷气式飞机能够超过音速。但这里就并不妨碍数据上的纸面数值。

这个1328公里/小时的数据是怎么来的呢?答案来自于实验数据。

Control reversal

这个数值是机翼的适应性问题。飞机在高速飞行的时候,气流会吹过机翼形成环绕着机翼的紊乱气流,当飞行速度越高的时候,这种气流就越紊乱。以至于达到了一定的速度后,飞机的舵面就完全存在于这种紊乱的气流中了。这时候飞机的舵面就会几乎起不到任何作用。在航空术语里面叫做“Control reversal”(控制逆转),实际上是指飞机的控制面失去作用。

早期的喷火战机在飞到了933公里/小时的时速的时候会出现毫无征兆的下沉。这种现象就是一种Control reversal的现象,从原因上来说就是主翼的副翼和襟翼被高速飞行所激发的紊乱气流干扰失去了作用。这种在高速飞行的时候掉高度的现象是极其危险的。会引发飞机的直接失速度坠毁。

在喷火MK21型号之前这是喷火战机的一大事故来源。

MK19喷火战机

后面在制造高速喷火战机的时候修改机翼的形状

削去了喷火战机特征的尖端翼梢将Control reversal的问题进行的优化。所以得出了一个结论是这架优化过机翼外形的战机在1328公里/小时的速度下飞行不会产生Control reversal的问题。

这是飞行包线范围的问题。

那么喷火战机是否做过超音速飞行的尝试呢?的确还做过,只不过由于螺旋桨本身的特性造成在接近音速的时候螺旋桨会失去效率其实这也是一种Control reversal的问题。

因此在1944年4月,应该空军的飞行员长安东尼·F·马丁代尔(Anthony F Martindale)驾驶喷火MK11战机高速俯冲。在这次实验中,喷火战机的速度一度超过了1000公里/小时(0.92马赫)。为此喷火战机上也付出了结构上的代价。

接近音速的马克11机翼已经被激波打弯

飞机的螺旋桨被吹飞,同时在机翼上留下了超音速激波的所造成的弯折痕迹。

这是历史上人类第一次亲身感受到接近音速空气激波的力量。

随后英国和美国数据共享。研制了X-1超音速试验机。

在这架试验机上,机翼的翼形还是延续了当年喷火战机的翼形,同时也注意将翼梢削平了。

而这架X-1的速度仅仅比当年的喷火战机的1000公里的时速快了78公里。这78公里也就是音障的极限了,也就成了两代不同战机的分界线。