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圖為殲-35A飛行表演時噴出的馬赫環(huán)。
新華社發(fā) 陶冉 攝
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瞭望塔
戰(zhàn)機(jī)尾焰為什么可以形成有規(guī)律的等距形狀火焰？在第十五屆中國國際航空航天博覽會上，殲-35A進(jìn)行了“飛龍”嘯九天飛行表演，引發(fā)現(xiàn)場觀眾連連稱贊。
殲-35A噴出的火焰叫作馬赫環(huán)，也稱馬赫盤，是一種在超音速氣流中形成的視覺現(xiàn)象，常呈現(xiàn)為一系列環(huán)狀或者鉆石形狀，多見于火箭發(fā)動機(jī)或噴氣發(fā)動機(jī)的排氣羽流中。這里的馬赫，既是取名于自然哲學(xué)家、物理學(xué)家恩斯特·馬赫，也是由于發(fā)生該現(xiàn)象時氣體速度需達(dá)到音速（馬赫作為速度單位時指一倍音速）。
當(dāng)?shù)蛪焊咚俚臍怏w從發(fā)動機(jī)噴管中噴出，這時氣體比外界壓力低，會被外界的空氣壓縮。氣體被壓縮到一定程度時，壓力將高于外界壓力，就會發(fā)生膨脹。因此，氣體噴出的過程其實(shí)就是膨脹-壓縮重復(fù)循環(huán)的過程。在這個過程中，超音速噴流內(nèi)會產(chǎn)生一系列復(fù)雜的波。這些波交匯后，會導(dǎo)致噴流在膨脹和壓縮段交界處溫度急劇升高，達(dá)到一定的溫度時再次點(diǎn)燃未完全燃燒的燃油，使其燃燒發(fā)光，出現(xiàn)馬赫環(huán)現(xiàn)象。
此次飛行表演中，殲-35A噴出的是橘色尾焰。實(shí)際上，尾焰的顏色是根據(jù)氣體溫度與燃料的不同而變化的。如英國皇家空軍常使用的梅林火箭發(fā)動機(jī)，一般采用液氧-煤油燃料組合，這種組合燃燒后生產(chǎn)二氧化碳和水，所以火箭尾焰會有白色羽流。
如果燃料在燃燒過程中出現(xiàn)固態(tài)碳顆粒物質(zhì)，這種物質(zhì)的燃燒會散發(fā)橘色的光，造成橘色的光亮尾焰。而作為下一代火箭發(fā)動機(jī)的猛禽火箭發(fā)動機(jī)，為了提高燃燒效率，減少微量碳顆粒，采用液態(tài)甲烷和液氧作為推進(jìn)劑，生成的尾焰是藍(lán)色，但帶有淡淡的橘色光。我國長征二號運(yùn)載火箭采用的推進(jìn)劑是偏二甲肼（jǐnɡ）和四氧化二氮混合物，這種推進(jìn)劑與甲烷類似，只會生成極微量的碳顆粒，燃燒效率極高，所以尾焰呈藍(lán)色的比例較高。
（作者單位：中國人民解放軍92326部隊(duì)）
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