突破摩擦起热的难题

当飞机高速飞行时，飞机表面与空气产生激烈的摩擦，摩擦力可使飞机的速度大为降低。而且摩擦生热，飞机飞行的动能在摩擦中转化为热能，使飞机表面的温度急剧升高。这种温度的升高会随着飞机飞行速度的提高而增加，它造成了飞机飞行的“热障”。

根据理论估算，在超过11千米的高空当飞机飞行速度的M数为2时（也就是等于音速的2倍时），飞机头部的温度可能达到118°；当M数为2．5时（音速的2．5倍），温度可达215°；当M数为3时（音速的3倍），温度则将升高至335°。

一般将M数达到2．5以上时，看作是出现“热障”的飞行速度。在这么高的温度下，“热障”的表现是：制造飞机外壳的轻金属合金的结构强度和刚度降低，出现变形或破损，甚至局部熔融。飞机油箱的油也将达到沸腾的程度，无法正常供油，而且随时存在着因温度过高而骤然燃烧爆炸的危险。

总之，“热障”在任何一个方面造成的损坏都可使飞机从高空中坠毁。

美国于20世纪50年代中期，开始探索解决热障带来的一系列问题。解决的途径是针对由于温度过高而出现的各种障碍来一一排除。比如针对飞机外壳材料耐热性能差的障碍，改用钛合金和不锈钢等耐热材料；安装冷却系统，以保证油箱能正常供油等等，也就是说，采取综合性的防热措施。

美国贝尔公司生产的X－2研究机，进行了克服“热障”的试验，1954年5月，第一架X－2在母机B－50上发生爆炸，但这并没有炸掉人们克服“热障”的决心。第二架X－2研究机由美空军飞行员埃费雷斯特完成了首次飞行。随后，X－2又进行了7次飞行，并在1956年9月7日达到36637米的高度。(www.daowen.com)

1956年9月27日，飞行员阿普特完成了一次史无前例的M数为3．2的飞行，这是首次突破“热障”的飞行。但该机在这次飞行之后失事坠毁。

突破“热障”的实用作战飞机是美国生产的SR－71和前苏联生产的米格－25。

1959年，洛克希德公司根据美国空军的要求，着手研制一种M数为3的军用机A－11，原型机于1962年4月开始试飞。之后，在A－11的基础上，美国研制了远程截击型的YF－12和战略侦察机SR－71。这两种飞机的外形十分特殊，机身细长，采用三角形机翼。

SR－71侦察机

SR－71于1963年2月开始研制，1964年试飞，1966年1月交付使用。20世纪90年代初停飞。它的设计已经相当先进：最大平飞速度为M3．2，巡航速度为M3，实用升限为26600米，机上装有天文—惯性导航系统、侧视雷达、地形跟踪雷达和各种照相侦察设备，每小时可侦察15．5万平方千米的面积。

SR－71大量采用耐热的材料钛合金制作，它占机体重量的93%，这是克服“热障”的一个好办法。米格－25是60年代初，前苏联为对付当时美国正在研制的M数为3的XB－70轰炸机而设计的。1969年开始装备部队。米格－25机体大量采用合金钢。它也是一种耐热材料，但结构比较笨重。米格－25的最大速度可达M3．2。1971年在埃及进行的一次试飞中，最大速度达到3113千米／小时（相当于M2．6）。它的实际升降在22000米左右。米格－25的电子设备大量使用电子管，设备布局分散，维护不便。米格－25可挂4枚AA－6空对空导弹，能远距离发现、截获M数2．5以下的各种空中目标，实施全向攻击。