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面積法則

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面積法則[1]英语area rule),又稱面積律、面積法。幫助人類突破音障兩個很大的幫手,一個是面積律,另一個則是超臨界翼型(supercritical airfoil)。[2]

概觀[编辑]

跨音速面積律[编辑]

惠特科姆與F106在1991年的合照
使用面積律的F102模型

二次世界大戰以後,許多飛機開始改成使用噴射發動機作為動力來源,但是它們的速度都在馬赫數1以下,因為它們遇到同樣的問題,就是音障

即使到了1950年代,美國空軍的YF-102使用三角翼,依然無法突破音障。1951年至1952年,經過多次的實驗以後,NACA蘭格利航空實驗室的航空工程師、美国著名空气动力学家理查德·惠特科姆(Richard T.Whitcomb)發現,如果以從機頭至機尾的飛機中心軸(x)來看飛機的截面積(A),在截面積變化曲線越平滑的話(dA/dx越小),產生的穿音速阻力就會越小。惠特科姆將此知識用在YF-102上,使後繼機YF-102A能真正突破馬赫數1,它也是第一架採用穿音速面積律的飛機。[3]早期利用穿音速面積律的飛機有個特色,就是它的機身會像可樂瓶,因為要滿足面積律,增加機翼截面積的部分,就必須在機身減少截面積。因此,F-102有著可樂瓶狀的機身。[2]

超音速面積律[编辑]

由於跨音速面積律的理論基礎有限,1953年美國航空工程師Robert T. Jones提出超音速面積律。這使得面積律的應用範圍從穿音速能夠延伸到超音速。與穿音速面積律不同,超音速面積律的截面是以與馬赫錐面平行的截面積為準。亦可以想成,當馬赫數趨近於1時,馬赫角會趨近90度,而馬赫錐會趨近於平面,剛好與穿音速面積律的截面相同。[4][5][3]

参考文献[编辑]

參見條目[编辑]

外部連結[编辑]