超音速飛行和超音速巡航有什麼區別?

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在上個世紀50年代,美蘇各國裝備的主力戰鬥機就具備了一定的超音速飛行能力。但是,戰機第一次具備真正的超音速巡航能力則是50年後的2003年,超音速飛行容易實現,因為只要加力推力足夠高,氣動佈局可以適應超音速飛行,飛機就可以具備超音速飛行能力。然而超音速巡航能力則不同,超音速巡航指的是30分鐘以上的持續超音速飛機,這對於發動機的耗油率和發動機推力都有很高的要求,以至於直到今天,被認為完全具備證實擁有超音速巡航能力的戰機只有F-22一款。

雖然,很多現代戰機的最高馬赫數都超過了兩馬赫甚至是三馬赫。但是這些現代戰機卻很難進行超過十分鐘的高超音速飛行,俄羅斯的米格31攔截機也只能在2.72馬赫的極限飛行速度下保持六分鐘,具備兩馬赫飛行的能力的殲八戰鬥機理論上也只能以最高速度保持五分鐘左右,超音速滯空時間的不同就是超音速飛行和超音速巡航最本質的區別。事實上,很多的四代戰鬥機理論程度上也具備一定的超音速巡航能力,這使得他們往往可以具備比三代機更快的到達能力和空戰時的逃逸速度。
短時間的超音速飛行雖然看著十分雞肋,但是卻是現代空戰中不可或缺的性能指標,短暫的高速度可以幫助戰鬥機與空空導彈和地空導彈進行周旋,並創造紅外誘餌干擾的機會以保證戰機的生存。此外,許多高空轟炸機也需要戰機進行短暫的超音速飛行以達到臨界升限以發射遠程空空導彈,所以無論是超音速飛行還是超音速巡航都是不可或缺的指標。


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一個飛行體只要是飛行速度超過音速,就是超音速飛行。超音速飛行與超音速巡航的區別是有些區別,這區別就是取決於飛行體的氣動設計是否符合超音速飛行,而超音速巡航就是在超音速飛行下,持續飛行。最典型的就是圖144與協和式客機,可以說是超音速巡航的典範,飛行全程都是以2.02~2.2馬赫飛行,這就是現在時髦的名詞超音速巡航。一般來說超音速飛行與巡航,都採取高空高速飛行,基本都在1萬米以上的高空,原因是空氣稀薄,飛行阻力小的緣故,而在於5000米一下的低空,很少用超音速飛行,空氣密度大,油耗高,對航程影響很大。以前的二代戰機往往都是適合超音速飛行,也適合超音速巡航,原因是設計氣動滿足超音速飛行,比如較大的長徑比、符合面積率、三角翼機翼、後掠翼機翼、渦噴發動機。典型的殲8二、米格25。有些是戰機雖然最大速度是超音速,但是不適合超音速飛行、超音速巡航的,典型的是5代機的f35及f22,由於氣動上的不足,長徑比過短、機翼後掠角小、機體截面積過大,導致超音速下油耗劇增,航程急劇縮短,就像f22在超音速巡航模式,只能飛行10分鐘。所以,現代戰機若以強調超音速巡航意義不大,超音速飛行、超音速最大飛行速度倒是重點,這對於儘早佔位舉足輕重。








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這個首先要從超音速飛行上面說起。

超音速飛行,顧名思義,是指飛機以超過音速的速度飛行。

但是與我們通常理解的不一樣,“超音速飛行”,在飛機飛行中是作為一個技術動作而存在的,飛機什麼時候選擇超音速飛行,以如何的方式進行超音速飛行,都是有要求的。

既然是技術動作,那麼大家就應該明白了,飛機不是無時無刻都在超音速飛行的。為了保持飛行穩定以及燃油消耗,哪怕是超音速戰鬥機,多數時刻都在亞音速狀態飛行。只有在戰鬥狀態時,才會通過加力燃燒等方法,讓自己快速提升到超音速範圍內。



隨意使用超音速飛行,會成倍甚至成十倍的消耗飛機燃料,增加發動機的負荷,造成發動機燒燬等事故,對飛機脆弱的結構和超音速下的操縱能力也是挑戰。

簡單的說就是——普通戰鬥機因為能力有限,只在必要時短暫進入超音速。

“超音速巡航”則是一項技術指標,代表了新時代超音速戰機的發展。這個指標最早是由F22項目提出的,要求飛機擁有“超級巡航性能”,即能以超音速狀態保持較長時間的飛行,讓飛機本應由加力燃燒推進的短時間技術轉化為吃飯喝水一樣的尋常性能。



“巡航”這個詞最能表現這個概念,它本是航海領域的詞。航空界挪用了這個詞彙,一般管採用最慣常、最經濟、最持續飛行的狀態叫巡航,發動機百公里最小燃油消耗的速度叫巡航速度。



由此引申,除了巡航速度外,還存在巡航高度、巡航推力等等等等,和超音速巡航是一個道理。巡航導彈也是因此而得名,它就是以巡航狀態飛行的攻擊武器。

super cruise,就是超音速巡航的英文名,我們國家直接翻譯成超音速巡航。直譯過來是“超級巡航”。

美國對超音速巡航的標準是:能以馬赫1.5的速度飛行30分鐘以上。



對於具備超音速巡航的飛機而言,“超音速”已經脫離了單純技戰術功能的範疇,轉為戰機實實在在的性能,發揮這個性能就如同吃飯喝水一樣簡單。

具備超巡能力的戰機,更適應高速模式下的戰鬥,能更快的趕到戰場,也能更快的脫離戰場,可以推進攔截反應時間和攔截距離,是現代新一代戰機不可缺失的要素。



美國的F35就因為缺少超巡功能,所以被笑稱“肥電”。同理,一直含糊沒有確定是否具有超巡功能的殲20,也只能以“超機動性”扛起身板。

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超音速飛行可以比作一個瞬間,而超音速巡航則是一個過程。

早在上個世紀四十年代末期,人類就完成了超音速飛行的實驗,所以超音速飛行並不是什麼稀奇的事兒,現代的戰鬥機連超音速飛行都做不到,真不好意思說自己是現代戰鬥機。

(F-18“大黃蜂”戰機突破音障)

一般的三四代機都可以進行超音速飛行,但必須打開加力燃燒室,這對發動機的損害極大,因為溫度過高會導致發動機內部零部件被融化,容易造成飛行事故,(類似於打火機,開久了就燙手這個原理)

而且超音速飛行時耗油量會增加1~3倍,導致航程縮短,所以在沒有遇到特殊情況時,三四代機都會選擇亞音速飛行。


而四代機了就不同了,超音速巡航是五代機4S技術標準中的一個,即要求在不打開加力燃燒室的情況下進行超音速飛行,一般能維持約半個小時,目前能做到超音速巡航的戰機也只有美國的F-22。


包括美國F-35、俄羅斯T-50在內的五代機都無法進行超音速巡航,所以這樣一比,F-22還真是很厲害的啊


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第二代和第三代戰鬥力,都能夠實現超音速飛行。但超音速的時間很短。只有幾分鐘,甚至幾十秒。

如果長時間超音速飛行,發動機就會燒壞,飛機就要墜毀。

第四戰鬥力有4S標準:低可探測性(隱身)、超音速巡航、超機動性、超視距攻擊。

在以上四個標準中,最後一條最容易。很多三代機都具備超視距攻擊能力。第二條最難。目前中國的殲20、俄羅斯的T50、美國的F35、中國的殲31都不具備超音速巡航能力。



美國的F22是當今世界唯一一款具備超音速巡航能力的第四代戰鬥力。


超音速巡航,就是持續長時間的超音速飛行。飛機依然不出問題。這就對發動機提出了極高的要求。

兩三年後,中國的殲20將換裝國產WS15發動機。換裝新發動機後的殲20將具備超音速巡航能力。

屆時,中國的殲20有望超過美國的F22,成為全球最強戰機。


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超音速飛行和超音速巡航是航空飛行的兩個不同的概念。超音速飛行是指的飛機的飛行速度是否可以超過音速。而超音速巡航則是在巡航飛行時也能達到超音速。在四代機出現之前,我們定義的超音速飛機在超音速飛行時是需要打開加力推力的,這個時候發動機油耗極高,發動機燃燒室溫度極高,發動機內部的原件很難長時間承受這樣的溫度,否則則會損害造成發動機故障。因此再四代機之前的飛機的超音速飛行只能維持很短的時間,這些飛機正常飛行速度都是再音速以下的。以前就有過這樣的例子,以色列戰鬥機朝著伊拉克的Su-25戰鬥機發射導彈,Su-25戰鬥力駕駛員開加力使飛機以比導彈還快的速度逃脫,結果這架飛機由於長時間使用加力,在飛機返回後報廢了。超音速巡航是指在不開加力的條件下用正常的速度進行超音速飛行。這樣的超音速飛行油耗較低,飛行時間較長。具備超音速巡航的戰鬥機比不具備超音速巡航的戰鬥機有很大的優勢:可以在相同的距離內總較短的時間攔截敵方目標;可以在相同的時間內更遠的攔截目標;在相同的載油數量下用超音速飛行仍舊能夠保證作戰半徑。


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簡單說是開不開加力的問題。

開加力的只是超音速飛行。如果不開加力能夠較長時間超音速飛行,也不一定,如殲二十用太行B就能不開加力超音速,但超音速巡航有兩個標準,一個是時間長,超過半小時。二是超過M1.3,因為M1-M1.3被稱為跨音速區,這個區段波阻較大,不適合巡航飛行。一般超音速飛行都是快速超過這一速度區。

米格25和31因為帶油多,如31帶十幾噸油。能夠超音速飛行一個小時,但必須開一次加力,注意不是隻開一次,而是開加力的程度,所以不是超巡。


龍驤虎賁九天游龍

所謂的超音速飛行和超音速巡航,就是指飛行物超過音速的時間長短的能力,以前,飛機在發動機最大推力全開,進入超音速的時間都很短暫,不能夠持續的超音速飛行,否則飛機會面臨危險,但是隨著F-22戰機的出現,超音速巡航就浮出水面,F-22的一項能力就是發動機不用最大的推力,能夠持續的超音速飛行30分鐘以上,這就是超音速巡航狀態,它對發動機和機體強度都提出了很高的要求。


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二代和三代幾進入超音速需要打開發動機加力,才能進入超音速,並且只能短暫飛行一定時間否則發動機會被燒燬報廢。而超音速巡航是指四代以後飛機在不開加力燃燒室的情況下能長時間進行超音速飛行。


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超音速飛行就好比百米賽跑,超音速巡航就好比用百米賽跑的速度跑完馬拉松,就這麼簡單。


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