歼20少了这根尖刺妳发现了吗中国一次建成世界里程最长的重载铁路刘依瑶

歼20少了这根“尖刺” 妳发现了吗？中国一次建成世界里程最长的重载铁路

今年是新中国成立70周年，据国新办消息称，今年的阅兵式将安排部分先进武器装备首次亮相，如果有先进战机掠过长空，大家不妨观察一下它们的空速管。

超音速军用飞机炫酷的外形令很多军迷着迷，它也差不多是现在速度最快的航空器。在超音速飞机的图片中，我们经常能看到飞机的机头部位有一根长长的“尖刺”，比如米格-29，而歼-20的机头却少了这根“尖刺” 这两种设计的区别在哪里呢？我们要先从这根“尖刺”是什么说起。

歼-20 (图片来源：微博@空军发布)

“尖刺”是什么？

这根“尖刺”是什么？江湖上流传着很多关于它的传说：跟敌人拼刺刀用的！还能避雷！突破音障全靠它！其实没有那么玄幻，这根“尖刺”的大名叫空速管。

飞机能够飞上天，依靠的是流过机翼表面的高速气流产生的压力差，气流与飞机相对速度的大小是升力的决定性因素之一。这个相对速度叫做“空速”，是飞行的重要参数，知道这个参数才能知道当前的升力、阻力等数据，进而可靠地操纵飞行器。空速管承担的就是测量空速的重要工作。

空速管由两个套在一起的细管组成，一个与外界连通，获得当前环境的气压；一个直直地迎着风，感知气流吹来造成的总压。两个细管间的压力差造成膜盒变形或液柱高差，就能具象地指示出当前的空速。

那为什么空速管要安装在飞机头的部分，又被做成“尖刺”的形状呢？

这是因为在飞行中，机身周围的气流会被飞机“推开”，这部分受到飞机影响的气流并不能体现出真正的空速。为了测量到不受影响的气流，空速管一般被放置在飞机的前端，并尽量离开机体一段距离，这就是空速管常被做成长长的“尖刺”状的原因。

超音速是谁的功劳？

但正是因为空速管通常被放在机鼻这个存在感极强的位置，并且几乎“机机必备”，出镜率极高，关于它的谜之传说也就流传开来了。

但其实空速管的唯一作用就是我们前面说的，测量空速。

要想突破音障进行超音速飞行，可不是空速管能解决的问题，它需要发动机和飞机整体气动外形一起配合，细长机身、后掠翼、超音速翼型等设计才是降低阻力的关键。要真说“突破音障”，还是要靠尖尖的机头。

现在的新式战斗机已经采用尖头设计，进气道放在两侧或腹部，尖头有利于减小阻力，进行超音速飞行。

但早期的超音速战斗机还采取机头进气的方法，机头圆钝，比如米格-21，这种机头阻力较大，它如何突破音障呢？

答案就是机头进气道内的这个锥形，它的名字叫激波锥或者进气锥，能够破坏进气道处的激波。可以看到，相较于机头和激波锥的尺寸，空速管实在太小了，即使它“有心”破除音障也“无力”啊！

“应该在车里还是在车底”

亚音速飞机通常把空速管放在机翼或者垂尾前缘，超音速飞机则一般放在机鼻位置。

但是既然知道了空速管的真正作用，我们也就知道，这些设计套路并不是不可违背的金科玉律，超音速飞机的空速管并不是必须放在机鼻位置。在具体的设计中，空速管的位置有很多选择，对同一机型来说，也有多种装备方法，按照需求而定。

作为一种机械装置，空速管简便可靠，物美价廉，即使在二十世纪后半叶出现了新型的电子测速设备，空速管的地位仍然稳固，一架飞机通常要配备至少两套空速管装置，电子测速设备则通常仅作为备用。

但是随着战斗机的发展，机头空速管变得越来越“碍事”了。我们知道，高空中气温很低，还有云团等水汽。为了防止结冰失灵，空速管都是金属材质，以便加热除冰。

金属材质的空速管给安装在机头的雷达带来了一些麻烦，一方面是金属材质反射雷达波，给雷达探测造成干扰，需要在机头内安装额外的吸波材料；一方面是新型的机头雷达罩大多采用复合材料一次成型，强度不如金属机体，空速管继续安装在这里的话，容易引起基座变形，影响测量精度。而且，当今战斗机速度普遍提高，这一点也加剧了机头空速管的颤震。

除此之外，新式战机对隐身性能的要求也越来越高。为了减小飞机的雷达反射截面，以增强隐身性能，飞机外形需要尽可能平滑、少尖角，长长的机头空速管显然对隐身非常不利。

于是，出于气动、结构、隐身等各种性能的考虑，大家各出奇招，空速管被做成了各种形态。比如F-18和歼-10等机型都采用了在机头两侧安装多个L形空速管的设计。经过算法修正，L形空速管也能保证较高的测量精度。

在海湾战争中一战成名的F-117A“夜鹰”亚音速隐身攻击机，在机头配置了4个全向大气数据探管，整合了测量空速、侧滑角、迎角等多种功能。

F-35和歼-20都采用了嵌入式大气数据传感系统，这种测压方法使用压力传感器阵列加上算法修正，只需要开孔，而不需要安装外置的结构。

值得一提的是，尽管使用了嵌入式大气数据传感系统，在试飞验证阶段飞机一般仍要保留空速管，用于收集数据，比如歼-20的原型机；在定型之后，歼-20的空速管就取消了。

对隐身性能要求更高的B-2轰炸机干脆舍弃了传统的空速管，在风挡前方的机头部位安装了6组嵌入式大气数据传感器。

2008年，一架B-2轰炸机在美军的关岛空军基地坠毁，原因是当地的潮湿气候导致飞机传感器故障，使得计算机提供的空速和高度数据严重错误，最终撞地坠毁。

B-2较差的平衡性固然也是坠毁原因之一，但此次事件也显示了对计算机的依赖给飞机带来的风险，电传和计算机仍然不能完全取代空速管的作用。

里程超1813.5公里的浩吉(内蒙古浩勒报吉至江西吉安)铁路开通。浩吉铁路纵贯中国南北，一跨长江，两跨黄河；历经毛乌素沙漠、陕北黄土高原、秦岭山脉、洞庭湖平原和赣西丘陵等地域；229座隧道，770座桥梁；设计时速120公里，规划年运输能力2亿吨以上。

这是继客运标杆京沪高铁后，中国货运铁路建设的新奇迹，是世界上一次建成、里程最长的重载铁路。

浩吉铁路都用了哪新技术新理念？

“设计先行，通过无数次论证，给出近乎没有瑕疵的全线最优方案，使浩吉铁路项目投资总额较可研批复减少220亿元。”铁四院副总工程师姚中华如是说。

浩吉铁路线穿越的东秦岭崤山山脉，古老地层受长期构造作用影响，围岩破碎，地质条件非常复杂。为给崤山隧道选线，设计人员先后5次深入大山进行方案研究，每次少则2个月，多则4个月，大规模采用遥感解译、综合物探、激光扫描等综合地质调查和勘察方法，前后详细研究比选了4大系列20余个方案。

自2011年开始勘察选址，2015年开工建设，至隧道贯通，历时近8年。

崤山隧道设计为两座单洞结构，左线全长22.751公里，沿线穿越21条断层破碎带，最大埋深达500米，长度位居国内隧道第五。

浩吉铁路建设还是各类新机械设备的大秀场。江西新余，素有“中国洞都”之称，浩吉铁路线走到这里，一口气串连了14座隧道，频繁遭遇溶洞、溶腔、突水、突泥、地下涌水、高瓦斯等高风险地质，建设者在全国首次使用仰拱初期支护封闭成环技术、推广液压自行式24米长栈桥等新设备，使掘进顺利推进。

“全线建设期间，首次运用了湿喷机械手、三臂凿岩台车、悬臂式隧道掘进机等大量新机械设备，研发使用了世界首台大断面异形土压平衡盾构机。在三门峡黄河公铁两用大桥、洞庭湖大桥上创新应用了多项桥梁技术，彰显了我国铁路建设自主创新综合实力。”国铁集团专家说。

据国铁集团相关负责人介绍，此次浩吉铁路建设中，中国制造、中国创造、中国建造同时发力，创新施工工法119项，取得专利165项，荣获科技奖60项，科研立项85项。

浩吉铁路运用了智能综合调度、智能牵引供电、基础设施智能运维、融合北斗的工务基础设施监测、智能大脑平台、综合安全大数据等多项技术。“全线33个牵引变电所，设备巡检采用智能视频系统和红外巡检系统。”中国铁建电气化项目负责人毕江海说，全天24小时，“巡检机器人”对设备运行状态进行移动跟踪监控。

1813.5公里的线路，分别在西安、武汉的调度中心进行远程监控。

“按以往铁路每隔40—50公里设一个牵引变电所来测算，全线减少近140人。智能牵引变电所有效解决了机车牵引功率大，造成牵引变电所回流电流过大的问题。 ”中铁电气化局三工区项目总工樊建飞说。

“浩吉铁路信息化建设，标志着中国货运铁路综合智能化关键技术取得新突破。”国铁集团负责人表示。

浩吉铁路是中国“十二五”规划和《中长期铁路网规划》的重大项目、 “北煤南运”国家战略运输通道，以及中国综合交通运输体系的重要组成部分。

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