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时间:2018-10-17
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1、科普杂拌儿——喷气飞机—— 把声音扔在后头 国庆节,毛主席站在天安门上,检阅咱们的解放军、志愿军和民兵。 正当地面的队伍在天安门前通过的时候,天空里隆隆隆的声音由远而近。大家抬起头来看,咱们的空军飞过来了。带头的是双发动机的重轰炸机,跟着的是单发动机的战斗机,排列得整整齐齐,好像一队又一队大雁,在天空里飞过。 隔了一会儿,天空里掠过一队队样子很特别的飞机。它们的翅膀往后掠,从下面看上去好像燕子。它们的方向舵和升降舵都在向上翘的尾巴上,因而从侧面看,好像鲨鱼。飞机周身银灰色,衬着亮蓝的天空,像一队一队鲨鱼在平静的海水
2、里游过。 最特别的是这种飞机没有螺旋桨。它们一边向后喷气,一边直向前窜,比用螺旋桨的飞机快多了。 更奇怪的是:它飞过来的时候没有一点儿声音;等到人们听到声音,它早已掠过人们的头顶了。那声音好像一大张镔铁片在半空中振动,跟在飞机后面,隔着很大一段距离。 这种飞机原来飞得比声音的传播速度还要快,它能追过它自己的发动机发出来的声音。 这种飞机就是喷气战斗机。 速度接近极限 声音传播的速度是1200千米/小时。要是有人在离我们1千米的地方开枪,我们看见了火光,得隔3秒钟才听到枪声。 3秒钟1千米,要追上这样的速度是很不容易的。
3、经过了多少飞机工程师和飞行员的努力,飞机不但追上了,而且超过了声音,把声音扔在了后头。 1903年,世界上第一架飞机离开了地面,它才飞了260米,不到1分钟就落下来了。即使它能飞1个小时,也不过20千米。 过了10年,飞机的速度增加了4倍多,1小时能飞100多千米了。 又过了10年,飞机的速度又增加了3倍,1小时能飞400千米了。飓风的最高风速,也不过200千米/小时。俗话说“快马追风”,风真个给飞机追过了。 要使飞机飞得快,只有两条路可走:一是增加发动机的力量;一是改变飞机的形状,减少空气对它的阻力。 可是过了第三个10年,到了193
4、3年,飞机的速度只增加了3/4,一小时能飞709千米。 直到1939年,飞机最快的飞行记录也不过756千米/小时,再要增加速度已经非常困难了。人们发现,飞机的速度越来越接近它的极限了。 这个极限就是声音传播的速度。我们不要忘记了,那时的飞机全是用螺旋桨推进的。 声音的墙壁 声音传播的速度,怎么会成了飞机飞行速度的极限呢? 要回答这个问题,咱们先得说一说声音在空气中是怎么传播的。 咱们看来,空气是空的,好像没东西一个样。其实不然,空气是一粒一粒很小的透明而有弹性的球。这种很小的透明的有弹性的球,就是空气的分子。 我们打一
5、下鼓,蒙在鼓上的皮就振动起来。鼓皮一振动,就强迫贴近鼓皮的空气分子也振动起来。贴近鼓皮的空气分子一振动,又强迫邻近的空气分子也发生振动。鼓皮的振动就这样由近而远,靠空气的振动传开去。 空气的振动传到我们耳朵里,我们耳朵的“鼓膜”也被迫振动起来,我们就听到了打鼓的声音。声音传播的速度,原来就是振动在空气的分子之间传递的速度,也就是空气分子受了打击弹开去的速度。 我们已经知道声音在空气中传播的速度是1200千米/小时。 飞机的速度要是不超过1200千米川。时,情形是怎样的呢? 飞机一直向前飞,飞机的头部和两翼的前缘撞击了前边的空气分子;这些空
6、气分子就以1200千米川。时的速度弹开去,让飞机平稳地通过。 假如飞机的速度达到了1200千米川。时,情形又怎样呢? 飞机一直向前飞,它前边的空气分子仍旧以1200千米/小时的速度弹开去。可是飞机以同样的速度赶上了它们,使它们来不及让路。这时候,空气的分子在飞机的前面越积越多,成了一道看不见的却又非常坚固的墙壁。咱们管它叫“音障”——声音的墙壁。 要冲破这一道看不见的“音障”,非得用更大的力量不可。螺旋桨推进器是完成不了这个任务的。 螺旋桨转动的时候,也得推开空气的分子。螺旋桨旋转的速度比飞机前进的速度快得多得多。飞机还远没有达到音速,它
7、的螺旋桨已经碰上了声音的墙壁。 这个冲破“音障”的艰巨任务,只好让新一代的飞机来完成了。这种新一代的飞机,就是用喷气发动机来推进的飞机。 钻天和火箭 喷气推进的原理,人们早就知道了。 过春节的时候,孩子们都欢喜放烟花鞭炮。有一种烟花叫“钻天”,又叫“九龙”。把“钻天”的引线点着了,它就喷出一小股火星,嗤的一声,窜上天空。 “钻天”里头装的是火药,火药烧着了,变成大量气体,打后边冲出来,“钻天”就直向前窜。据说八九百年前,咱们中国已经应用喷气推进的原理,制造出了好些种当时的新式武器。 在第二次世界大战中,也出现了好些种用喷
8、气推进的新式武器。 苏联在大举反攻的时候,使用了一种叫做喀秋莎的火箭。那种细长的火箭,前半部分实际上是个炮弹,后半部分是个装满火药的喷
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