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图3-3 图-144型飞机
为什么现代的超声速飞机飞马行数都设计在M=2.2左右，其中原因之一是飞机的材料问题，马赫数高自然标志着飞的快，但马赫数越高，物体的驻点温度就越高，例如，当M＝2时，驻点温度为Ｋ＝400Ｋ，约为ｔ＝120℃。当M＝2.3时，驻点温度为Ｋ＝520Ｋ，约为ｔ＝250℃。现代的民用飞机大都是用铝合金制造，飞机要能承受这样的温度，就要大面积的采用抗高温的材料，关系到飞机的设计和造价等问题。
*一次接近超声速飞行的历险记
1970年，当波音型飞机问世不久的日子里，曾遭遇过一次接近声速飞行的险情。那是一个晴空万里的夜晚，群星闪烁，一架泛美航空公司的波音707-120型飞机，从法国巴黎飞往纽约，在大西洋上空，接近极限高度12000米飞行中，舱内灯光闪烁，伴随着悦耳的音乐声，有的人已静静的安睡了，一切都是那样地安静和正常。
谁也没有料想到危险的情景即将发生！飞机的飞行速度有些在加快，在高速飞行中，突然间飞机发出强烈的颤抖，飞机大幅度的掉高度300米、500米……飞机上的人像有重物压迫一样，不能动弹，呼吸也感到极度困难。熟睡的旅客惊醒了，有的人带有惊恐的表情，喃喃私语，好像在问个究竟，有的人已坐立不安，左顾右盼，不知所措，舱内有些骚乱。此刻，机长也惊呆了，自言自语的说：“坏了，坏了，飞的太快了？飞机飞入了速度禁区，接近了声速”，“赶快降速！赶快掉高度。”与此同时副驾驶员也感到异常，他立刻拿起话筒向旅客们广播说：“请大家安静，请大家安静”，“飞机受气流的影响，暂时出现有些颠簸，请系好安全带，一会就会好了”。
富有驾驶经验的机长，在蓝天上已经飞过无数个春秋，几乎走遍了全球，却从来没有遇见过这种情况。飞机的颤抖，大幅度的波动，乘客的急躁，使他内心焦急万分。短暂的不安，很快的就平静下来。他吃力的控制着手柄，使飞机减速、再减速，不断地掉高度，2000米，3000米。飞行高度下降了，速度降低了，飞机在强震中终于恢复到平静的飞行，就像那被驯服的烈马，又矫健的奔驰在蓝天之中。
这是在人类的航空飞行史上，出现的一次少有的亚声速客机，接近超声速飞行的危险经历。
*“协和”与“图-144”的空中大比武
1973年法国巴黎航空展览，适逢巴黎航空沙龙成立30周年，法国官方欲予大庆。当时汇集了世界各国新机展出与新机飞行表演。其中轰动一时和最有观赏性的要算是两种超声速飞机的首次展出与空中表演，即英法合制的协和号超声速飞机，苏联制造的图-144型超声速飞机，上演了一出两机惊心动魄的空中大比武闹剧。
展览会进行到最后一天，参观的观众有增无减，现场观众的看台上人潮涌动，约计有4、5万人。还是和前一天一样，协和号飞机先出场，起跑、快速爬升、突破声障、空中航行、平稳降落等十分精彩。接着图-144飞机腾空而起，也作了精彩的飞行。应该说两种飞机及其表演，各有千秋，不相上下。人们都投以惊奇和羡慕的眼光在观赏，首次领略了民用超声速客机超声飞行的风骚，看到了两种不同社会制度下的国家在航空领域中的角斗与比拚。
然而，不幸的时刻降临了。图-144飞机在作了一系列的左、右急转弯，低空飞行等动作后，又开始升空飞行了。大约到2000米的高度，飞机已显得越来越小，但还能看到尾部喷出的青烟。仅在一眨眼的时间，突然，飞机机头一低，垂直下降，像跳水运动员从高台上跳下一样，一直往下扎。有人喊到，不好了，掉下来啦！同时人们还看到一件东西从飞机侧面掉下来。图-144超音速飞机出人意料的失事坠地，机上的6名机组人员无一生还。
图-144超声速飞机坠地，同时还有不明物体从飞机上掉下，难道这是大鸟冲击飞机所致吗？关于飞机失事的确切原因至今还没弄清楚。
图-144飞机坠地，从此也就断送了它那年轻而美好的飞行生命。在很长的一段时间里，苏联图-144型超声速飞机在航空界消声灭迹了。
*协和式超声速飞机的灾难与命运
协和式超声速飞机的失事：2000年7月25日，称为空中大鸟的“协和”号超声速客机，在法国戴高乐机场起飞时，轮胎-，-的碎片，打伤右侧机翼下的两台发动机及其燃油箱，一台失火，一台停车，飞机失控坠地，并摧毁地面上一幢旅店，飞机失事的整个过程，不到2分钟。使机上109名旅客和地面4人，不幸全部罹难。
这次超声速飞机的失事，在人类的飞行史上，就像在美丽的图画上点了一个污点，震惊了世界。
经过对事故的调查，是起飞跑道上有一个金属小棒，刺破了轮胎，引起轮胎-，飞机起飞滑行中失事。这个金属小条，是前一架美国大陆航空公司的DC-10客机着路时遗留下来的，在跑道上没有被发现与清除，因此超声速飞机的失事，纯属是被害者！图3-4 为飞机起飞时着火图。
图3-4 飞机起飞时着火图
协和飞机轮胎出现故障，在这之前已先后发生过７次，仅是没有出现过大事故，几经排故和改进确保了安全，同时还规定每次起飞前，机长必须亲自检查轮胎的安全性。
这次事件后，所有的“协和”号飞机都停飞，进行安全检查。事隔两年多，于2003年，“协和”号飞机又得上航线复飞。事隔不久2003年4月，英、法两国先后宣布将于2003年11月，协和飞机退役不再飞行，至此超声速飞机将暂时退出飞行舞台。停飞的协和号置放于法国巴黎载高乐国际机场陈列馆中，供人欣赏。
那么超声速飞机就此就消声灭迹了，不再复飞兰天啦？还是另有新型机型的出现？这一切都是人们所关心的。
*协和号飞机的一次先前故障
协和号飞机在这次坠机事故之前也发生过一次惊险故障，只是未酿成灾难性事故。1989年9月，协和号飞机升空不久，已接近飞行的速度时，飞机发生大幅度的振动与摇摆，整个方向舵已经飞掉。驾驶员紧急处理，飞机还算安全地返回着陆了，幸免于难。经查检是飞机尾舵脱落，是制造工艺问题，之后将蜂窝结构与蒙皮的制造工艺改为粘合剂组合结构，故障得以排除。
4 超声速飞行的理论研究
20世纪40年代，为了解决超声速飞行这一难题，无数的科学家和工程技术人员进行了卓越的研究和工作，并得以实现。在这里我们应当首先推崇的是我国当时的年轻学者郭永怀先生。
他在美国著名学者冯•卡门的领导下，基于几年的研究工作，于1946年在美国发表了著名的“有关跨音流动不连续解”的论文，从理论上解决了克服音障问题。给超声速飞机在工程实践方面奠定了基础。
超声速飞机的实现是历史的机遇也是历史的必然，早在第二次世界大战之中，英美德苏等国都为适应于当时战争的需要，致力于发展和制造飞得更快、更高、性能更好的飞机。其中曾设想生产超声速飞机，以掌握制空权。那时以螺旋桨活塞式发动机为动力的飞机，其飞行速度仅在500--600公里/小时，谁在速度上提高一步，谁就占有空中优势，所以有关大国都在研究这一问题。
美国当代的著名学者冯•卡门教授，就曾领导研究过这一问题，冯.卡门是20世纪初世界上最著名的空气动力学专家、航空与火箭设计专家。他所领导的加州理工学院的世界著名哥根海姆实验室，云集了众多出类拔萃的学者与科学家。当时我国就有四名年青学者，作为他的弟子在那里治学和从事研究工作。他们是钱学森(1911年生)、钱伟长(1921年生)、郭永怀(1909年生)和林家翘。这里向读者介绍为飞机超声速飞行和克服“音障”中提供了理论依据的中国功臣郭永怀先生。
“两弹一星”的功臣郭永怀先生
郭永怀，1909年4月1日出生于山东省荣城县，1929年考入天津南开大学预科理工班。之后去加拿大多伦多大学应用数学系学习，由著名学者辛格教授的介绍，转入美国加州理工学院，在冯•卡门教授门下学习，1942年到1946年四年之间，郭永怀完成了“有关跨音速流动不连续解”的论文，为飞机超声速飞行和克服“声障”提供了理论依据，在航空史上做出贡献。在众多科学工作者的努力下，美国终于在1947年10月14日，使人类首次突破音障，实现飞行器的超声速飞行。
20世纪50年代中旬，郭永怀回到祖国，担任科学院力学研究所副所长，以当时国家和国防事业的需要，解决了-研制中的许多重大疑难问题。此外，他还对火箭发动机、超低空导弹、反导弹武器的研制和第一颗人造卫星的研制与发射都做出极大贡献，是我国研制和制造发射“两弹一星”的功臣。
1968年12月5日，郭永怀从西北核试验基地返京时，在临近北京机场，因飞机失事，不幸殉职，享年59岁。
在清理飞机失事现场时，发现郭永怀同志和警卫员紧紧的抱在一起，在两人的胸前还夹着一份有关“基地发射的资料”，那是郭永怀先生生前最后时刻的贡献，这种可贵精神，使人敬仰万分！
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