主题：【原创】超音速飞行60年 -- 晨枫

60年前的1947 年10月14日，美国著名试飞员恰克·耶格首次用贝尔X-1研究机在平飞中突破音速，从此，航空史揭开了新的一页。

耶格是个胆大艺高的家伙，他是美国历史上最著名的试飞员，早年曾参加二战的欧洲空战，在法国上空被击落后，借道西班牙逃回英国。当时条令规定，逃回的飞行员不再到占领区上空作战，大概是担心飞行员有心理障碍。耶格直接向艾森豪威尔请求重返欧陆上空，获得特许。以后曾在一天内连续击落5架敌机，战争结束时总战绩11.5架（半架的战绩是因为他和友机共同击落了这架敌机），包括一架当时最先进的德国Me262喷气式战斗机。名气大了，规矩也就大了。耶格从二战时就开始把他的座机命名为“娇艳的格兰尼斯”，格兰尼斯那时还是女朋友，后来成为妻子。格兰尼斯死后13年，耶格和比他小36岁的一个女子结婚，子女把后妈告上法庭，说她纯粹是为了名利。耶格一世英雄，到老了反而摊上这么一摊烂事。

在向音速冲刺期间，为了最大限度地节约燃料，X-1是用B-29带到空中投放后再点火飞行的，据说X-1的火箭发动机点火成功率不怎么样，万一点火失败，飞行员只有很短的时间决定跳伞，滑翔是不可能的。更糟糕的是，为了最大限度地减小重量和阻力，X-1的飞控特性非常不稳定，简直就像插上一对小小的翅膀的铁杵。但耶格的飞行本领据说很是了得，据说只有耶格能飞X-1，换人的话，没准就失控了。除了从事研究性试飞外，耶格也是美国空军作战飞机试飞和评估的主力，在1947-54年期间，平均每月要飞100小时以上，有一个月竟然飞了27种不同型号的飞机。

耶格后来离开试飞员的行当，担任一线战斗机部队的中队长、联队长，在1967年北朝鲜扣押美国情报船“普韦布洛”号事件中，曾负责指挥空中行动。在1962-64年担任试飞员学校校长期间，耶格训练了第一批宇航员，小说和电影The Right Stuff就是讲的这一段。耶格的最后职务是美国空军驻德国拉姆斯坦茵空军基地的第17航空队副司令。在1975年从空军退役时，耶格官拜准将，30年后，获国会特别推荐，于2005年晋升少将。但是在人们的记忆中，耶格永远和突破音障连在一起。不过这扯远了。

自从莱特兄弟为人类插上翅膀以来，人们一直梦想着飞得更高更快。早在第二次世界大战还在如火如荼的1942年，英国迈尔斯飞机公司就受命开始秘密设计M52超音速飞机，但由于战事紧张和国力衰竭，英国政府下令迈尔斯公司将所有设计数据移交给美国，贝尔飞机公司接手之后，于1946年成功地将X-1实验型飞机飞上天，耶格就是用X-1突破音速的。在1948年10月的试验中，M52的30%比例模型也达到1.5倍音速，证明英国人原来的计算和设计是正确的。但突破音速的道路充满了崎岖和烧焦的残骸。

在第二次世界大战后期，各国拼命加大螺旋桨战斗机的马力，力图达到更高的速度。但音速就像一堵看不见的墙，屡屡将试图突破的人们撞得头破血流。除了阻力问题，接近音速时的飞行失控是另一个巨大的问题。在向音速冲刺的路途上，布满了机毁人亡的残骸。在屡战屡败之后，人们终于认识到：物体以接近音速飞行时，空气的性质变了。飞机的飞行对前方空气产生压缩，形成的压力波以音速传播。在0.8倍音速以下的亚音速飞行时，压力波跑在飞机前面，在一定程度上起到把前方空气推开的作用。但以音速或更高速度飞行时，前方的压力波“躲闪不及”，叠在一起，所以阻力急剧增加，阻力比亚音速时增加3倍，飞机就像一头撞到一堵墙上一样，这就是“音障”之说的来源。这好比羊倌赶着一群羊一样，亚音速的时候，羊群把前面的地踩平了，羊倌走起来容易了。但达到或者超过音速时，羊倌跑得比羊群还快，羊群非但不能帮着趟路，本身还像一堵墙一样成为阻力的来源，羊倌必须推开羊群才能跑起来。但是，羊倌一旦推开羊群，跑到了羊群的前面，阻力反而减小。超音速飞行也是一样，当速度继续增加至1.2倍音速以上时，飞机跑到压力波前面去了，速度增加一倍，阻力只增加30-50%。这个性质只和音速或马赫数有关，不管在什么高度，飞机以相同的马赫数飞行，其经受的气动条件是等同的，而和以公里/小时计算的实际速度和高度的关系不大，所以高速飞机常用音速或马赫数而不是实际速度来描述，也就是说，以“二倍音速”或者两马赫来表示。

说到马赫数，当然就是以首先发现音速性质的奥地利物理学家恩斯特·马赫命名的。说他是奥地利物理学家，捷克人可能要不满意，因为马赫出生于捷克的布鲁诺，后来也回到布拉格的查尔斯大学做教授，但他的学业和主要研究是在奥地利完成的。捷克是当时奥匈帝国的一部分。

不过音速不是固定的，而是随空气条件改变。但音速不是单调地改变，也就是说，并不是一路上升或一路下降，而是有升有降。在海平面时，音速为1225.1公里/小时。到10000米高空，音速降为1078.3公里/小时。但超过20000米高度后，音速又随高度有所增高，比如，30000米时，音速为1086.2公里/小时。但是48000米以上时，音速又开始下降。高空空气密度低，所以高空巡航比较省油，也相对容易突破音速。另一方面，超音速之后阻力随速度的增加相对较慢，为高空超音速巡航创造有利条件。

通过不懈的努力，人们认识到，除了强劲的发动机外，超音速飞行的最大挑战来自于减阻，大后掠角机翼、三角翼或者短梯形翼可以在保持必要的升力的情况下有效地降低阻力，和机身的蜂腰形相配合可以更好的效果。超音速飞行在50年代开始实用化，今天的人们在向更高的速度冲刺，当5倍以上的高超音速实用化时，航空领域将发生另一场深刻的变化，但是这一切都是从耶格的历史性冲刺开始的。