都是“空氣墻”惹的禍

王恩收

在特殊情況下，空氣也能構(gòu)成墻壁，這種墻壁叫“空氣墻”。如果飛機(jī)撞到“空氣墻”上，會(huì)被撞得粉身碎骨！

發(fā)生這樣的事情，要從飛機(jī)的飛行談起。早期的飛機(jī)都是用螺旋槳作推進(jìn)器的，這種飛機(jī)可以達(dá)到每小時(shí)700千米的速度，趕不上聲音的速度。后來(lái)，人們?cè)O(shè)計(jì)了一種新式飛機(jī)，這種飛機(jī)不用螺旋槳作推進(jìn)器，而是靠向后噴射大量高壓氣體產(chǎn)生的反沖力向前飛行，這就是大家熟知的噴氣式飛機(jī)。第一架?chē)姎馐斤w機(jī)的飛行速度比之前飛機(jī)的飛行速度提高了很多，后來(lái)經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，速度竟可以達(dá)到每小時(shí)975千米。

然而意想不到的慘劇發(fā)生了。當(dāng)試飛的噴氣式飛機(jī)速度繼續(xù)加大時(shí)，突然發(fā)出一陣?yán)坐Q般的巨響，一眨眼，正在飛行的飛機(jī)被撞得粉碎，好像撞上一座大山似的。以后又連續(xù)發(fā)生了幾起類(lèi)似的爆炸。飛機(jī)設(shè)計(jì)師、工程師和物理學(xué)家對(duì)這件怪事做了深入的調(diào)查研究，終于找到了兇手——空氣，是“空氣墻”把飛機(jī)撞碎了。

原來(lái)，一切物體，包括飛機(jī)在內(nèi)，在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)都會(huì)給前面的空氣一定的壓力，使物體前面的空氣被壓緊，形成一堵肉眼看不見(jiàn)的“墻壁”。物體運(yùn)動(dòng)速度越大，這堵“墻”越堅(jiān)固（密度增大）。

如此說(shuō)來(lái)，是不是所有的飛機(jī)都得擔(dān)心碰上這堵墻了？絕不是！因?yàn)椤翱諝鈮Α笨偸且月曇舻乃俣韧芭艿模曇粼?5℃的空氣中的速度是每秒346米），只要在低于聲音的速度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，就不可能追上它或碰上它。但對(duì)于超過(guò)聲音的速度飛行的飛機(jī)或其他飛行器來(lái)講，那就勢(shì)必會(huì)碰上空氣墻，發(fā)生前面那樣的慘劇。人們把空氣的這種作用稱(chēng)為聲障?？茖W(xué)家還發(fā)現(xiàn)，由于飛機(jī)周?chē)臍饬鞑痪鶆颍虼孙w機(jī)在速度還未超越聲速時(shí)，就會(huì)被撞得粉碎。

如何克服聲障？科學(xué)家找到一種辦法：把飛機(jī)的外形改一下，將機(jī)身做成紡錘狀，兩頭尖、中間粗，再把飛機(jī)的兩只翅膀盡量朝后展。這樣，飛機(jī)就可以順利地穿過(guò)“空氣墻”了。

今天，一些先進(jìn)的噴氣式飛機(jī)的速度已達(dá)到聲速的兩倍，甚至三倍，但由于飛機(jī)的外形已得到改進(jìn)，再也沒(méi)有發(fā)生過(guò)撞上“空氣墻”的現(xiàn)象。