假如乘坐超音速飞机时突然弹射出去,会不会在音障上被撞成碎片?

图片:FrankBeckerDE / CC0 假如乘坐超音速飞机时突然弹射出去,会不会在音障上被撞成碎片?

卢西,航空航天/欧洲中世纪史/古生物|公众号微博同名:卢西Luft

音障并不是一面墙,所以也不会像题主想象的一样在一堵墙上撞碎了。尽管如此,结果也并好不到哪去。但是确实有航空先驱考虑了题主提出的这个问题,下面介绍。

一般需要超音速飞行的飞行器都被设计的,机鼻(火箭也一样,但是这就拿飞机举例子了)拉出第一道斜激波,把后面的机身全都包裹进去,就避免机身其它部位再承受一次。(这样做当然还有别的好处)

但是因为超音速飞行所以会产生强大的激波,人体显然并没有经过超音速空气动力学优化,人的鼻子尖(或者天灵盖,取决于被弹出时的体位)大概率是无法像超音速飞行器一样拉出一道相对弱的斜激波把身体都包进去的。

所以,这位不幸的乘客,应该是直接用脸(或者其它最靠前的部位)拉出一道正激波,把超音速空气十分暴力地降到亚音速,就像下图这两个没有针对超音速飞行优化的物体在超音速流体中的表现(图中物体前面为弯曲的正激波,反正就是有的圆,但还是正激波了),皮肤所感受到的压力和温度都急剧升高,血肉之躯,显然是承受不住的,但是我感觉也不至于直接给撕扯成碎片,当然也取决于多快,如果 20 倍音速,那你首先得想办法加速到 20 倍音速,嗯。

而弹射座椅只是个座椅,并没有把人包起来,把人在超音速气流和极端环境中保护起来。但是飞行员同志有头盔啊。可在超音速气流面前这小头盔就跟玩具一样,身上的抗荷服也不是为了这个使用场景设计的。在这个情况下,穿不穿没啥区别。

显而易见,很多军用飞机可以超音速飞行,甚至几倍音速飞行。那高速出了事儿,飞行员也得逃生啊,所以这个世界上是存在(虽然十分罕见)超音速弹射座舱而不是座椅的。

美国康维尔公司的 B-58 超音速轰炸机,最高飞行速度达到了 2 马赫(就是 2 倍音速),它就装备了超音速逃生舱。

相比于来对比一下 F-18 的弹射座椅,这玩意是不是安全感强多了?其实飞机在超音速飞行时,通常高度也很高,弹射的飞行员不光要面对超音速气流还有超低温度和超低气压,哪一项都是致命的。

屁股会喷火的美国动用动力的 F-111 土豚战斗攻击机(这玩意也能算战斗机?)有个更奇怪的设计,它整个驾驶舱就是个逃生舱,情况不妙,驾驶舱直接走你了。

它这个喷的火其实是放油喷出来的,并不产生任何推力,至于产生额外推力的喷火:

飞机发动机喷火的原理是什么?是怎么实现的?

战斗机在战斗的时候做出大量机动动作,即使是超音速也会很快把速度降到亚音速,高度也很难一直维持在很高,所以出现危机情况需要弹射的通常也都是在相对的低速低空。而且,如果被击中的时候速度太快了,在速度降下来一点了再弹就行了吧?毕竟加速不容易,减速还不容易么。

如果单纯为了追求高空高速弹射安全性,搞个巨大巨重的弹射座舱,飞机的迎风面积、飞行阻力会灾难性暴增,如果在战斗中失去优势,光是弹射厉害,打不赢也没啥卵用啊。

而弹射座椅这东西最难的还是在超低空,奇葩体位的弹射有效性。想象一下,飞机倒扣着贴着地面飞,飞行员弹射,固体火箭驱动弹射座椅把飞行员一下杵到地上了,这不是就悲剧了么。

弹射座椅上有很多精巧而又可靠的装置(固体火箭动力)来保持一个正确的姿态。

而直升机飞行员弹射的话被旋翼切成潮汕牛肉锅,这问题咋解决,就是另一个故事了。

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