战机飞行：不能一直“超声速”
■胡勇华
开车的人都懂，全程油门踩到底既费油伤车，也会有安全隐患，这一道理在战机飞行领域更是如此。战机参数中标注的2倍、2.5倍声速最大飞行速度，如同汽车仪表盘的峰值时速，仅能短暂实现，不能长时间维持。可以说，“超声速”并不等于“能一直超声速”。
现役绝大多数战机突破声速，必须开启加力燃烧室，在发动机尾部补喷燃油，让涡轮后未充分燃烧的氧气再次爆燃，在短时间内提升推力。美军F-16战机对比测试显示，同样飞行30分钟，开加力超声速飞行的燃油消耗，远超亚声速巡航，航程也明显缩水。
超声速飞行的限制主要聚焦以下三个方面。
一是燃油效率与作战效能难以匹配。一路狂飙飞不远，即使是载油量高的重型战机，全程开加力很快会耗尽燃油；外挂副油箱和武器会大幅增加飞行阻力，影响高速飞行性能，削弱作战能力。苏联米格-31虽能实现2倍以上声速持续飞行，但其机身空重、发动机油耗远超同期主流战机，运维成本高，无法完全普及。
二是难以逾越的“热障”门槛。飞行速度突破2倍声速后，机头、机翼前缘温度超过120℃，速度继续提升，局部温度将达到200℃以上。而常规战机使用的航空铝合金，在150℃左右便会强度骤降，长时间高温飞行会引发蒙皮变形、密封件失效，甚至座舱盖裂纹等致命风险。SR-71“黑鸟”虽能实现3倍声速持续巡航，但其机身大部分采用耐高温钛合金，造价与维护成本极高，常规战机根本无法复制。
三是指数级增长的激波阻力。战机亚声速飞行时，主要克服空气摩擦阻力。一旦跨过声速，前方空气被挤压形成致密激波，波阻随速度提升呈指数级上涨，超声速提速所需的额外推力，比亚声速时高出数倍，长时间高速飞行极不划算。当前，各国竞相攻关的自适应变循环发动机，可根据飞行状态自动调整工作模式，兼顾航程与速度，有望为新一代战机突破现有约束，实现长时间超声速飞行。
