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”。如果飛機撞到“空氣墻”上,會被撞得粉身碎骨!
發(fā)生這樣的事情,要從飛機的飛行談起。早期的飛機都是用螺旋槳作推進器的,這種飛機可以達到每小時700千米的速度,趕不上聲音的速度。后來,人們設計了一種新式飛機,這種飛機不用螺旋槳作推進器,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。第一架噴氣式飛機的飛行速度比之前飛機的飛行速度提高了很多,后來經(jīng)過不斷改進,速度竟可以達到每小時975千米。
然而意想不到的慘劇發(fā)生了。當試飛的噴氣式飛機速度繼續(xù)加大時,突然發(fā)出一陣雷鳴般的巨響,一眨眼,正在飛行的飛機被撞得粉碎,好像撞上一座大山似的。以后又連續(xù)發(fā)生了幾起類似的爆炸。飛機設計師、工程師和物理學家對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”把飛機撞碎了。
原來,一切物體,包括飛機在內(nèi),在空氣中運動時都會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的“墻壁”。物體運動速度越大,這堵“墻”越堅固(密度增大)。
如此說來,是不是所有的飛機都得擔心碰上這堵墻了?絕不是!因為“空氣墻”總是以聲音的速度往前跑的(聲音在25℃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)運動,就不可能追上它或碰上它。但對于超過聲音的速度飛行的飛機或其他飛行器來講,那就勢必會碰上空氣墻,發(fā)生前面那樣的慘劇。人們把空氣的這種作用稱為聲障。科學家還發(fā)現(xiàn),由于飛機周圍的氣流不均勻,因此飛機在速度還未超越聲速時,就會被撞得粉碎。
如何克服聲障?科學家找到一種辦法:把飛機的外形改一下,將機身做成紡錘狀,兩頭尖、中間粗,再把飛機的兩只翅膀盡量朝后展。這樣,飛機就可以順利地穿過“空氣墻”了。
今天,一些先進的噴氣式飛機的速度已達到聲速的兩倍,甚至三倍,但由于飛機的外形已得到改進,再也沒有發(fā)生過撞上“空氣墻”的現(xiàn)象。