什么是真正的超音速巡航？ _小知识

“2014珠海航展”刚刚落下帷幕，很多人在看报道的时候，难免会听到“超音速巡航”、“开加力”、“涡喷发动机”“涡扇发动机”等这样的专业术语。今天我们就来了解一下，什么是真正的超音速巡航，以及某些航空发动机。

伪超音速巡航
超音速，是指飞行器的飞行速度超过环境中的声速，比如在海平面高度， 20℃空气中的音速大约是343米每秒，或1235千米每小时。这个都很好理解。然而，飞行器在飞行过程中，单位距离上消耗燃料最少的速度，才能称为巡航速度。
如果把超音速和巡航速度两个条件加在一起，严格来说，现在的很多战机，在介绍的时候说它具有超音速巡航能力，是不怎么准确的。这些战机确实能超音速飞行，但却是在开启“加力燃烧室”的情况下实现的，而开启加力燃烧室，就有点毕其功于一役的感觉了。那什么又是加力燃烧室呢？
加力燃烧室
要了解加力燃烧室，我们得先来了解一下喷气发动机的一般原理。

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如上图，空气从进气道进入发动机后，会首先被高速运转的压气机狠劲压缩，之所以要压缩，是因为外界空气中的含氧量不足于支撑里面的剧烈燃烧。

高密度高压气体进入燃烧室，与燃油混合后，剧烈燃烧，继而产生温度更高压力更大的喷流，涡轮机被喷流冲击，高速旋转，通过轴，从而带动前面的压气机旋转，最后一步，喷流从喷口高速离开，产生强大的反推力，驱使飞机高速飞行。

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实际上，喷气发动机很复杂，种类也很多，上面介绍的这种就属于“轴流式涡轮喷气发动机” ，简称“涡喷发动机” ，它一般用在早期的战斗机上，比如第一代和第二代战斗机就以这种发动机作为主要动力，它的特点是高速飞行时，效率高，但低速飞行时性能很差，现在处在淘汰的边缘。

而用在客机和现代战机上的，一般是“涡轮风扇发动机” 。简称“涡扇发动机” 。

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从上图可以看出， “涡扇发动机”的原理与“涡喷发动机”基本类似，最大的不同点是，它在压气机的前面安装有巨大的进气风扇，这个大风扇除了可以协助压缩空气外，还能当作螺旋桨使用。

更直观清晰的涡扇发动机如下图：

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从上图我们容易看出，涡扇发动机有两个空气通道，中心的那个叫做内涵道，外面的叫做外涵道。发动机在运转时，外涵道与内涵道空气流量的比值叫做涵道比。

涵道比越大越省油，经济性越好，高涵道比的发动机在亚音速时有非常好的能效，通常用于客机、运输机等。

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虽然涡扇发动机的耗油低、噪音小，但是，高涵道比（比值目前大都在8以上）的涡扇发动机比较适合用在亚音速的客机上，战斗机如果使用，那么在超音速时，这样的巨大风扇无疑将带来致命的阻力。

【什么是真正的超音速巡航？】因此，战斗机一般都采用低涵道比（比值小于1）的涡扇发动机，以此带来更小的阻力和更大的推力，可就算这样，要想实现超音速飞行，也不是一件容易的事，为了得到更高的推力，就必须进一步提高燃烧室的温度，然而，由于材料的限制，涡轮一般很难承受这样的高温。