​热障产生的原因和对航空飞行器的影响有哪些?

热障产生的原因和对航空飞行器的影响有哪些?

飞机的飞行速度超过一定界限时,因高速气流引起机体表面温度急剧升高而遇到的障碍。飞机在飞行时,机体表面与空气强烈摩擦会产生热量。如果速度低于一定值,产生的热量不大,很容易散发掉。当速度超过这个值时,产生的大量气动热来不及散发,于是引起机体表面温度急剧升高,并因此产生许多新问题。

飞机突破音障热障瞬间

飞机的飞行速度越高,加热越严重,导致机体材料结构强度减弱,刚度降低,使飞机外形受到破坏,甚至发生灾难性的颤振。一般认为,飞机出现热障的速度段在马赫数2.2(即2.2倍音速)以上。对于要突破热障的飞机,必须采取防热措施,如采用耐热材料、加装隔热设备,安装冷却系统等。

热障的出现使空气动力学诞生了一个新的分支学科──气动热力学。它主要研究气动外形、飞行速度、边界层、大气环境等因素对飞机加热的影响,并为突破热障提供飞机外形设计指导。1956年9月27日,美国的X-2火箭飞机在试飞中首次突破了3倍音速大关,达到3.2马赫,首次突破热障,但不幸出现了事故导致坠毁。

X-2火箭飞机

目前,突破热障的代表机型主要有前苏联米高扬设计局研制的米格-25战斗机和美国洛克希德公司研制的RS-71“黑鸟”战略侦察机。

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