IT之家 8 月 12 日消息，中国西北工业大学的研究团队取得突破，开发出一种带有孔洞的新型机翼设计，有望有效减弱音爆并提升飞机的空气动力效率。
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众所周知，音爆是超音速飞行时产生的冲击波，不仅会造成巨大的噪音污染，甚至可能导致建筑物玻璃破裂， 这也是限制超音速民航机发展的关键障碍 。传统机翼的设计遵循伯努利原理，即机翼上表面空气流速较快，压力较低，而下表面空气流速较慢，压力较高，从而产生升力。然而，当飞机接近音速时，机翼周围会形成冲击波，导致湍流和阻力增加，从而降低升力并产生有害的振动。
该研究团队由航空学院的高超（Gao Chao）教授领导，他们通过计算机模拟和风洞实验发现， 在机翼上设计特定的孔洞可以有效扰乱冲击波，减轻振动，同时还能将空气动力效率提高逾 10% 。
目前，能够制造超音速飞机的国家寥寥无几，因为这需要特殊的、昂贵的材料来承受超音速飞行产生的巨大压力。此外，音爆问题导致超音速飞机在人口密集地区飞行受到严格限制，并最终导致了协和式超音速客机于 2003 年退役。
该团队的解决方案简单而巧妙。他们在机翼孔洞上安装一种只有在飞机超过音速时才会打开的装置，从而有效控制机翼周围的气流。孔洞内部还配备了一个空气泵，可以调节喷流强度，减少机翼前缘的湍流，从而降低机翼振动。虽然这种设计会略微降低升力，但整体阻力的减少使得升阻比反而有所提高。
目前， 该团队正计划进行进一步的风洞试验以完善这项技术 。与此同时，IT之家注意到全球多个研究团队也在积极探索解决超音速飞行难题的方法，包括在机翼表面添加凹槽或凸起、使用机械装置抑制冲击波以及应用压电薄膜控制气流等。美国航空航天局（NASA）与洛克希德・马丁公司合作研发的实验性超音速飞机 X-59 计划于今年进行首次试飞，该飞机采用了细长的机鼻和无前挡风的驾驶舱，旨在显著降低音爆噪音。
高超教授团队对他们的解决方案充满信心，他们在研究报告中指出：“利用喷流控制抑制冲击波抖动，虽然升力略有损失，但可以降低总阻力，因此升阻比反而增加。”
该团队的研究成果已发表在《空气动力学学报》上。
中国有开出音爆的飞机吗
肯定有啊。 。 。
为什么飞机超音速飞行时会发出打雷一样的响声
超音速飞机在高空飞行，产生的音爆是一个很严重的问题，就像打雷一样的响声。 1960年代中，美国进行的俄克拉何马市声爆试验，以及美国空军的XB-70轰炸机试验均证明了这个特性。 音爆是在空气中运动的物体速度突破音障时产生冲击波所引起的巨大响声。 通常音爆是由超音速战斗机或其他超音速飞行器，如协和飞机，跨音速飞行时造成的，而另外枪械射击时所产生的爆音亦同样是一种音爆。 飞机在以较低速度飞行时产生的声音是向各个方向传播的。 由于飞机的运动，飞机头部发出的声波受到挤压，而飞机尾部发出的声波则被扩散。 当飞机以音速飞行时，飞行的速度比它发出的声波的速度更快。 观察快速行驶的汽艇可以发现，汽艇的速度比它形成的水波快，以致于水波不是在汽艇的周围以圆圈形式传播，而是排成三角形，三角形的顶尖正好与汽艇的头部相重合。 对于音速飞行的飞机，由于声波是向各个方向传播的，形成的就不是三角形，而是圆锥形，锥体的顶尖位于机身上。 在这个锥体中，飞机的声波被压缩成单个脉冲，这个锥体被飞机“拖着”，并向四周扩散，直至飞机过去后，声音才到达我们的耳朵，于是我们突然感到一个冲力，这就是音爆现象。 当飞机以超越音速飞行时，声波则只是在飞机尾部之后形成，并且不再产生音爆现象。 为了消除音爆的影响，超音速飞机可以在到达海面上空之后才加速突破音障，而在内陆上空保持亚音速飞行，避免噪音对公众造成滋扰，这也是协和飞机一贯的做法。 但相比亚音速客机，超音速飞机由于拥有升阻比较低的机翼、为超音速巡航而优化的发动机，除非使用一些特别的技术（如可变后掠翼），否则亚音速飞行时的效率仍然相对差得多，并消耗更多的燃油，导致经济性奇差。 1970年代初在研究激波特性的时候，美国国家航空航天局和康乃尔大学的研究发现，可以对机身进行精细的调整，利用机身各部位产生的激波在相位上的差异，诱使它们互相抵消，使传递到地面的N形波的强度减小，减低音爆的影响。 但由于当时技术上的限制，难以进行实验。 2001年，美国国家航空航天局和诺斯洛普·格鲁门公司、国防预先研究计划局（DARPA）合作，启动“定形声爆验证”（Shaped Sonic Boom Demonstration）计划。 2003年，一架机身经过改造的F-5E战斗机进行试验并获得成功，其降低声爆理论已被验证。 美国国家航空航天局希望这项技术能在未来运用至商用和军用超音速飞机。
超音速飞机为什么会产生音爆，除了达到音速之外，还要满足哪些条件？
引言：所谓超音速飞机，是指飞机运行时的速度，比音速还要快。 正是由于超音速飞机运行速度非常快，在与气流相互冲击时，产生了压力，从而导致了音爆的产生。 那么，除了运行速度快，超音速飞机产生音爆，还有哪些原因呢？音爆现象与气象条件和地面条件都有很大的关系，如果飞机仅仅是飞得快，而气流条件没有达到要求，那么音爆也不会产生。 所以只有在这几个因素的相互配合下，音爆才能够随之爆发。
在一般的状况下，如果一个正常飞机的速度过高的话，也会产生音爆现象。 因为超音速飞机的速度非常快。 所以超音速飞机能够很容易产生音爆。 当超音速飞机的运行速度超过音速后，超音速飞机在空气中激起的波自然被推倒了超音速飞机的前面。 这些波一点一点的堆积，飞机不断地加快，这些波就越累越多，就像一堵墙挡在了超音速飞机的前面。
最终的状况就是，超音速飞机将这堵墙撞碎，然后就发生了巨大的声响，恍如爆炸一般，这就是音爆。 速度快，只是超音速飞机的一个重要的特性。 超音速飞机的动力非常充足，才能够支撑超音速飞机不断地加速。 除了速度以外，超音速飞机的结构也异常的巧妙。 在制造超音速飞机时，运用的设备都是十分先进的，而且异常的结实。 这样超音速飞机才不会被产生的波所阻碍。
值得注意的是，超音速飞机的外形也非常合理。 和正常的飞机相比，超音速飞机有了一些改变。 超音速飞机的机翼是非常狭长的。 机头甚至可以下垂。 这样的结构，使得超音速飞机产生音爆后，不会被音爆所损害。 一般的飞机如果速度过快，就会对自身的结构产生影响，而超音速飞机不一样。 超音速飞机和正常的飞机相比，使用的时间也更长。
