超音速飞机为什么那么快，什么原理？

【专家解说】：超音速飞机的英文：supersonic aircraft 目前各国正在对一种超音速冲压喷射发动机进行试验，以用于商业用途。澳洲昆士兰大学的特超音速中心将在今年6月底和7月初进行这种发动机的首次试验，实验用的发动机样机使用高速气流点燃无污染的氢气，造价超过100万澳元。 但专家指出，目前无人驾驶的超音速飞机最大的用途还是在军事上。 目前的飞行速度纪录由美国的X－15飞机在1967年10月创下，为6.7马赫；但X－15以火箭做动力，自身带有燃料和氧化剂。而X－43A的发动机属吸气型，飞机携带氢气做燃料，从大气层吸取氧气混合燃烧。目前最快的吸气型飞机是美国的SR－71“黑鸟”侦察机。飞行速度大约3.1马赫。美国还在研制“曙光女神”高速侦察机，其结构不同于现有的飞机和航天器，已多次试飞，速度为4.5至6马赫。据称，它将取代SR－71侦察机，既可实施侦察，也可执行攻击任务。 法国国家航空航天公司与航空航天研究院，正在研制一种HAHV高空高速无人驾驶侦察机，其速度达6至8马赫，航程可达2000公里。在30－35公里高度上，它能实行电子情报搜集等多种任务，尤其擅长于侦察视界外敌防空阵地情况。 印度航空开发署研制的轻型超音速战斗机今年1月首次试飞成功。 超音速飞机如何产生强大推力 音速：音速约为每秒钟340米。马赫：超高速单位，物体运动的速度与音速的比值为马赫或马赫数。亚音速：速度小于1马赫。超音速：速度在1至5马赫间。高超音速：速度在5马赫以上。 高超音速飞机采用的是超音速燃烧冲压发动机，它类属于冲压发动机。冲压发动机的原理由法国人雷恩?洛兰于1913年提出，1939年首次被德国用于V－1飞弹上。冲压发动机由进气道、燃烧室、推进喷管三部分组成，它比涡轮喷气发动机简单得多。冲压是利用迎面气流进入发动机后减速、提高静压的过程。该过程不需要高速旋转的、复杂的压气机。高速气流经扩张减速，气压和温度升高后，进入燃烧室与燃油混合燃烧，温度为2000—2200℃，甚至更高，经膨胀加速，由喷口高速排出，产生推力。 冲压喷气发动机目前分为亚音速、超音速、超音速燃烧（或高超音速）三类。亚音速冲压发动机以航空煤油为燃料，采用扩散形进气道和收敛形喷管，飞行时增压比不超过1.89。速度在小于0.5马赫时一般无法工作。超音速冲压发动机采用超音速进气道，燃烧室入口为亚音速气流，采用收敛形或收敛扩散形喷管。用航空煤油或烃类作为燃料。推进速度为2至5马赫，可用于超音速靶机和地对空导弹。超音速燃烧（高超音速）发动机是一种使用碳氢燃料或液氢燃料新颖的发动机，空气在发动机内的流速始终保持为超音速，飞行速度高达5至16马赫。 超音速飞机与喷气发动机的区别 今天喷气式飞机使用的最普通的喷气发动机是涡扇喷气发动机。带有外涵道的喷气发动机的早期设计出现在20世纪30年代。40和50年代，人们对早期的涡扇发动机进行了试验。然而，由于对风扇叶片设计制造的要求非常高，因此直到60年代，人们才得以制造出符合涡扇发动机要求的风扇叶片，从而揭开了涡扇发动机实用化的阶段。涡扇喷气发动机由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成，发动机利用气压机先对进入发动机的空气进行压缩，压缩的空气和燃料混合并被点燃，随后气体爆炸推动飞机前进，后面的涡扇和前面的压缩机处在同一根轴承上。 超音速燃烧发动机同涡扇喷气发动机存在不同。其实，它也有别于火箭发动机。虽然，多级火箭的速度极高，可达20多马赫，但是它携带着全部的燃料，因而在相同体积的情况下，其有效负载低于安装有超音速燃烧冲压发动机的飞行器。