瞭望塔

    战机尾焰为什么可以形成有规律的等距形状火焰？在第十五届中国国际航空航天博览会上，歼-35A进行了“飞龙”啸九天飞行表演，引发现场观众连连称赞。

    歼-35A喷出的火焰叫作马赫环，也称马赫盘，是一种在超音速气流中形成的视觉现象，常呈现为一系列环状或者钻石形状，多见于火箭发动机或喷气发动机的排气羽流中。这里的马赫，既是取名于自然哲学家、物理学家恩斯特·马赫，也是由于发生该现象时气体速度需达到音速（马赫作为速度单位时指一倍音速）。

    当低压高速的气体从发动机喷管中喷出，这时气体比外界压力低，会被外界的空气压缩。气体被压缩到一定程度时，压力将高于外界压力，就会发生膨胀。因此，气体喷出的过程其实就是膨胀-压缩重复循环的过程。在这个过程中，超音速喷流内会产生一系列复杂的波。这些波交汇后，会导致喷流在膨胀和压缩段交界处温度急剧升高，达到一定的温度时再次点燃未完全燃烧的燃油，使其燃烧发光，出现马赫环现象。

    此次飞行表演中，歼-35A喷出的是橘色尾焰。实际上，尾焰的颜色是根据气体温度与燃料的不同而变化的。如英国皇家空军常使用的梅林火箭发动机，一般采用液氧-煤油燃料组合，这种组合燃烧后生产二氧化碳和水，所以火箭尾焰会有白色羽流。

    如果燃料在燃烧过程中出现固态碳颗粒物质，这种物质的燃烧会散发橘色的光，造成橘色的光亮尾焰。而作为下一代火箭发动机的猛禽火箭发动机，为了提高燃烧效率，减少微量碳颗粒，采用液态甲烷和液氧作为推进剂，生成的尾焰是蓝色，但带有淡淡的橘色光。我国长征二号运载火箭采用的推进剂是偏二甲肼（jǐnɡ）和四氧化二氮混合物，这种推进剂与甲烷类似，只会生成极微量的碳颗粒，燃烧效率极高，所以尾焰呈蓝色的比例较高。

    （作者单位：中国人民解放军92326部队）