7.超越太陽

中國古代有個神話傳說:說是住在北方大荒一座山上的誇父族人,個個身材高大,力大無比。他們耳朵上掛著黃蛇,手裏握著黃蛇,貌似凶惡,心地卻善良平和。他們中間出了一位勇士,他忽發奇想,想和太陽賽跑。有一天,他從原野上向西斜的太陽飛快地跑去,轉瞬間已跑了千把裏路,追到了太陽將要落下的崦嵫山下,一團紅亮的火球擋在他麵前,他已經完全被熾熱的太陽光所包圍了。烤得他口幹舌燥,他就伏下身子喝黃河、渭水的水,直到把兩條大河的水都喝幹了,口渴還未止住,後來又向北方跑去找水,跑到中途就渴死了,這就是著名的“誇父逐日”的故事。內容雖有點荒誕,卻反映了古人豐富的想象力。那時人們就期望有能趕上太陽的速度。

由於古人知識的局限,還不知道太陽之所以從東方升起,西方落下乃是地球自轉的緣故。實際上,地球繞太陽有公轉和自轉。公轉一圈就是一年,有春夏秋冬;自轉一圈就是一天,有白天黑夜,因而也就有太陽升起和落下。我們在地麵上的感覺是太陽在跑。太陽跑的速度可以粗略計算一下:地球赤道處的周長大約是4萬千米,轉一圈是24小時,地球表麵的速度大約是每小時1600多千米,這個速度,別說是跑得最快的短跑運動員,就是乘汽車,乘高速火車也是望塵莫及的。

奧運會男子短跑100米的世界記錄是10秒左右,若一直保持這個速度,每小時也不過跑36千米;小汽車在高速公路的時速是120千米左右;高速火車大約是每小時200千米。看來,追趕太陽甚至超越太陽隻有借助於飛機了。

目前在世界航線上運營的絕大多數民航客機還是趕不上太陽的。以美國波音747飛機為例,它是世界應用的最廣泛的大型民航客機,約有1000餘架在航線上運營。該機的最大巡航速度為每小時900千米,航程13500千米,因此它緊趕慢趕也趕不上太陽的速度。1994年9月,作者搭乘中國民航的波音747飛機從北京赴倫敦,航線裏程為8900千米,飛行了11小時才到達倫敦,起飛時是北京時間下午2點,到倫敦是當地時間下午6點,太陽已經西沉了。

目前有沒有一種客機的速度能趕上太陽速度的呢?有的。那就是英法聯合研製的超音速客機——“協和”號。

說起“超音速”,那先從音速談起。音速,即聲音的速度,聲音在空氣中的傳播速度大約是每秒331米,即每小時1170千米左右。目前全世界正在運營的民航飛機除“協和”號外,其飛行速度全部都低於音速,即亞音速,為什麼會這樣呢?主要是超音速飛行並不經濟,而且噪音大,在技術上要突破“音障”。

什麼是“音障”?簡單地說,就是飛機的飛行速度接近音速時,進一步提高飛行速度所遇到的障礙,這些障礙主要表現為飛機阻力增加,升力下降,甚至飛機本身會出現抖顫。科學家們為了克服“音障”,一方麵通過改變飛機的外形等辦法盡量推遲上述不利因素的出現。另一方麵采用大推力的噴氣發動機增加飛機的動力。世界上首次突破“音障”是1947年在美國的X-1火箭試驗研究機上實現的。1953年,美國研製的F-100和前蘇聯研製的米格-19殲擊機都超過了音速。以後軍用戰鬥機超音速已十分普遍。