殲20沒有音爆雲,就表明它不如F22和F35牛嗎?_風聞
老粥科普-公众号:老粥科普2020-01-12 19:04
有了音爆雲就突破了音障嗎?
經常聽到有人説音障,或者聲障,細問之下,大致的意思就是空氣中一道無形的屏障,阻力很大,飛行器難以突破,搞得不好會粉身碎骨,所以能突破音障的必定是很牛B的飛行器。美國的戰鬥機常常能穿過“音爆雲”,這就是突破音障的表現,所以美國的戰鬥機都是很牛B的戰鬥機。相比之下,咱們的J-20要“弱雞”多了,你很少見到它穿音爆雲的照片。
又有人説,其實J-20是有突破音爆雲的。但網上爆料的圖片PS的痕跡很重,完全不足以相信,其中有一張跟之前所見F22的幾乎一模一樣。
而F22的這張居然也是P出來的。
那麼問題來了,超音速必定會產生“音爆雲”嗎?圍繞在飛機四周的水汽到底是如何產生的?有了“雲”就代表超音速了?
我們再來看一看某些亞音速飛機、以及一些超音速飛機在亞音速飛行時的表現是怎樣的:
很顯然,有了“雲”不代表就超了音速。超音速飛機在機動飛行的過程中也會在飛機周邊形成大團的水汽,而如果條件合適,像B-2、B-52轟炸機甚至一塊板磚都能“飛”出一團雲來。
你信不?
其實,超音速對於當代戰鬥機來説已經不是什麼問題,早在咱們六爺(殲6)的年代就已經飛出了413米/秒的最高速,自八爺(殲8)之後,兩倍音速更是不在話下。當然了,超音速戰略轟炸機咱們還沒有,這是事實,但也沒什麼大不了,以後總會有的。
現在小結一下最開始的問題:你看到“音爆雲”的照片,不代表它就突破了音障。雲的產生需要具備一定的條件,超音速飛行有可能產生音爆雲,而許多飛機在亞音速時也能飛出雲來。PS的除外。
“音爆雲”是如何產生的?
上面那些錐狀雲團絕大多數都不是音爆雲,目前有資料可以證實的是F/A-18大黃蜂戰鬥機在接近海面的地方接近音速飛行的照片。
真正的音爆雲是什麼樣的?下面這張照片可信度相對要高一些。
所謂的“音爆雲”是一種冷凝雲,它是空氣中的飽和水蒸氣在高速飛行器的某些部位被瞬間加壓,然後迅速在亞音速的氣流中快速冷卻成小水滴,這樣形成的雲團在跨音速飛行器的周圍形成一個蒸汽錐。
如果空氣濕度足夠大,即便是飛行器遠沒有達到音速,它也能使空氣中的水蒸氣產生出類似的變化,這也是我們看到在許多快速機動飛行的飛機周圍看到大團水霧的原因。戰鬥機在做大仰角機動時,它的背部會聚集大團水汽;B-2轟炸機不能做超音速飛行,但它在貼近海面的高濕度空氣中全速前進時也能製造出雲來,就是這個道理。
音爆是巨大的壓力波
當飛行器在空氣中高速飛行時,它推擠前方空氣會激發出持續的壓力波(激波),這種壓力波在空氣中的速度就是聲音的速度。如果飛行器的速度大於激波的速度,激波就會被甩在後面並擴散開來。
由於飛行器持續向前飛行,它所產生的激波會相互疊加形成一個錐角,我們將這個錐角稱為馬赫錐。我們知道當一架飛機超音速低空掠過時會震碎窗户玻璃,這表示激波疊加後產生的能量巨大,它的邊緣可以急劇地壓縮空氣,隨後壓力又迅速地釋放。這就意味着音爆雲不只是圍繞在飛機周圍,而是會擴散到比較遠的地方。
馬赫褶皺
如果飛行器沒到達到音速,它在亞音速的狀態下做水平飛行時,是不是就不會產生“音爆雲”了呢?
也許會。
我們知道飛行器的表面有許多的凸起,比如它的駕駛艙是隆起的,它的機翼上方也呈隆起的流線型。即使飛機本身未達到音速,這些隆起的部份相對於空氣的速度已經超過了音速,在這些部位會發生一種被稱為“馬赫褶皺”的現象。
在馬赫褶皺的區域有衝擊波形成,即使飛行器整體還沒有達到音速,但在它的某些隆起的部分已經有形成“音爆雲”的條件了。
總結:
我們通過對音爆雲形成條件的分析,可以得出以下結論:
一、音爆雲是由飛行器在跨音速和超音速飛行過程中擠壓空氣形成衝擊波、衝擊波壓縮、釋放水蒸氣使其凝結成一個個小液滴而形成的。
二、音爆雲形成的一個重要條件是空氣中有飽和的水蒸氣,這在靠近地面的低空,或者潮濕的海面附近比較容易做到。而在乾燥的高空做超音速飛行則很難形成音爆雲。
三、如果空氣濕度大、空氣中水蒸氣處於過飽和狀態,飛行器即使是做一些中速機動飛行也能通過擠壓空氣產生大量的“雲”。因此不能單憑有云就斷言飛機突破了音障。
四、與強大的美軍相比,咱們在秀肌肉方面顯得保守了些,飛行員會嚴格遵守低空不飛超音速的規定,因此我們很難見到咱們的飛機制造音爆雲,哪怕J20也是如此。
![]()