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圖為殲-35A飛行表演時(shí)噴出的馬赫環(huán)。
新華社發(fā) 陶冉 攝
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瞭望塔
戰機尾焰為什么可以形成有規律的等距形狀火焰？在第十五屆中國國際航空航天博覽會(huì )上，殲-35A進(jìn)行了“飛龍”嘯九天飛行表演，引發(fā)現場(chǎng)觀(guān)眾連連稱(chēng)贊。
殲-35A噴出的火焰叫作馬赫環(huán)，也稱(chēng)馬赫盤(pán)，是一種在超音速氣流中形成的視覺(jué)現象，常呈現為一系列環(huán)狀或者鉆石形狀，多見(jiàn)于火箭發(fā)動(dòng)機或噴氣發(fā)動(dòng)機的排氣羽流中。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)生該現象時(shí)氣體速度需達到音速（馬赫作為速度單位時(shí)指一倍音速）。
當低壓高速的氣體從發(fā)動(dòng)機噴管中噴出，這時(shí)氣體比外界壓力低，會(huì )被外界的空氣壓縮。氣體被壓縮到一定程度時(shí)，壓力將高于外界壓力，就會(huì )發(fā)生膨脹。因此，氣體噴出的過(guò)程其實(shí)就是膨脹-壓縮重復循環(huán)的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，超音速?lài)娏鲀葧?huì )產(chǎn)生一系列復雜的波。這些波交匯后，會(huì )導致噴流在膨脹和壓縮段交界處溫度急劇升高，達到一定的溫度時(shí)再次點(diǎn)燃未完全燃燒的燃油，使其燃燒發(fā)光，出現馬赫環(huán)現象。
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(dòng)機，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(huì )有白色羽流。
如果燃料在燃燒過(guò)程中出現固態(tài)碳顆粒物質(zhì)，這種物質(zhì)的燃燒會(huì )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(dòng)機的猛禽火箭發(fā)動(dòng)機，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，生成的尾焰是藍色，但帶有淡淡的橘色光。我國長(cháng)征二號運載火箭采用的推進(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(lèi)似，只會(huì )生成極微量的碳顆粒，燃燒效率極高，所以尾焰呈藍色的比例較高。
（作者單位：中國人民解放軍92326部隊）
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