单选题
飞机突破声障,并使飞机的飞行达到几倍声速得益于( )发动机。
A
火箭
B
组合
C
活塞式
D
空气喷气
答案解析
正确答案:D
解析:
这道题考查的是航空发动机的发展历史及其性能特点,特别是与突破“声障”这一关键航空技术里程碑相关的动力装置。
**解析如下:**
1. **背景知识:声障与超音速飞行**
* “声障”是指飞机飞行速度接近声速时,空气压缩性效应急剧增加,导致阻力激增、操纵性恶化甚至结构损坏的现象。
* 要突破声障并实现稳定的超音速飞行(几倍声速),需要发动机具备极高的推重比和在高马赫数下的工作效率。
2. **选项分析:**
* **A. 火箭发动机**:虽然火箭发动机可以产生巨大的推力并使飞行器达到极高的速度(如导弹、航天器),但它自带氧化剂,工作时间短,通常不用于常规飞机的持续大气层内飞行。早期的实验性超音速飞机(如X-1)确实使用了火箭发动机来首次突破声障,但题目强调的是使“飞机”的飞行达到几倍声速的常态化或主要技术得益于哪种发动机类型,且现代高性能军用飞机主要依赖的是喷气技术。更重要的是,在航空史的分类中,真正让战斗机普及超音速飞行能力的是空气喷气发动机中的**涡轮喷气发动机**。
* **B. 组合发动机**:这是一个较新的概念(如火箭冲压组合),主要用于高超音速飞行器或空天飞机,并非传统意义上突破声障初期及后续几倍声速飞行的主要功臣。
* **C. 活塞式发动机**:活塞式发动机驱动螺旋桨,其效率在高速下会急剧下降,且螺旋桨叶尖容易先达到声速产生激波,限制了对整体飞行速度的提升。活塞式飞机的极限速度通常远低于声速,无法突破声障。
* **D. 空气喷气发动机**:这是正确答案。**空气喷气发动机**(Air-breathing jet engine),特别是其中的**涡轮喷气发动机**,是航空史上突破声障的关键。
* 二战末期至冷战初期,随着涡轮喷气发动机的成熟,飞机得以获得足够的推力克服跨音速区的巨大阻力。
* 1947年,查克·耶格尔驾驶贝尔X-1实验机首次突破声障,虽然X-1使用的是火箭发动机,但随后量产的超音速战斗机(如F-100、米格-19等)均采用的是**加力涡轮喷气发动机**(属于空气喷气发动机的一种)。
* 空气喷气发动机利用大气中的氧气作为氧化剂,相比火箭发动机更适合大气层内的长时间高速飞行。正是空气喷气技术的发展,使得飞机能够稳定地达到并超过声速,甚至达到2倍、3倍声速(如SR-71黑鸟侦察机使用涡喷/冲压原理的J58发动机)。
**结论:**
活塞式发动机受限于物理原理无法突破声障;火箭发动机虽能超音速但不适合作为常规飞机的主要动力;而**空气喷气发动机**(尤其是涡轮喷气发动机)的出现和改进,是飞机突破声障并实现实用化超音速飞行的根本动力来源。
因此,正确答案是 **D. 空气喷气**。
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