1947年10月14日,美国试飞员查克·耶格尔驾驶贝尔X-1实验机突破音速,标志着人类正式跨入超音速飞行时代。
突破音速的历史背景
20世纪40年代,航空技术快速发展,但飞机接近音速时会出现剧烈震颤甚至失控现象,这种现象被称为“音障”。科学家推测,突破音速需解决气动外形、动力系统等关键技术问题。
关键挑战 | 技术应对方案 |
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机身结构强度不足 | 采用流线型金属机身设计 |
发动机推力不足 | 使用火箭发动机提供瞬时高推力 |
气动稳定性差 | 安装水平可调尾翼控制飞行姿态 |
贝尔X-1实验机的突破性设计
贝尔X-1采用火箭动力与子弹形机身设计,机身表面光滑以减少阻力。其搭载的XLR-11火箭发动机可提供27千牛推力,使飞机在13,000米高空达到1.06马赫(约1127公里/小时)。
查克·耶格尔的飞行任务
- 时间与地点:1947年10月14日,美国加利福尼亚州穆罗克干湖(今爱德华兹空军基地)。
- 飞行过程:贝尔X-1由B-29轰炸机携带至高空后释放,耶格尔启动发动机加速至超音速,全程通过机械操纵杆手动控制。
- 数据验证:地面雷达与机载仪器记录显示,飞行速度短暂超越音速,证实了超音速飞行的可行性。
科学意义与后续影响
- 航空技术革新:此次突破推动后掠翼、喷气发动机等技术发展,为现代超音速客机(如协和号)奠定基础。
- 军事应用:冷战期间,美苏竞相研发超音速战机,如米格-19、F-100等。
- 太空探索启示:超音速飞行的气动研究为火箭与航天器设计提供了关键数据。
争议与确认
尽管有观点质疑此次突破是否为“完全可控的超音速飞行”,但美国国家航空航天学会(NACA)的官方报告和飞行数据仍将其认定为人类首次成功突破音速。