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歼10战斗机是我国自主研发的、超声速的、全天候飞行的空中战斗机，如图2.2.1所示。战斗机采用单发的大推力涡扇发动机，机翼采用鸭翼气动布局。所谓鸭翼是指将水平尾翼放在主机翼前面的一种设计，鸭翼又叫前翼。这种设计的优点是可使主翼上方产生涡流，可提高失速迎角。歼10战斗机的最大飞行高度为17000m，每小时最快可飞行2695km，最大飞行速度为748.6m/s，速度超过马赫数2，约为声速的两倍。
图2.2.1 歼10战斗机
马赫数可以简单理解为飞行器飞行速度与声音在空气中传播速度的比值，声音传播的速度简称声速，空气中的声速与空气的温度和密度有关，空气中的声速在1个标准大气压和15℃的条件下约为340m/s。例如飞机在不同的高度飞行，海拔高度越高，空气密度越小，温度越低，声速越小，对应的马赫数也会越小，所以马赫数不是一个确定的值。在10000m高空的声速约为295m/s，由此可见，在高空比在低空更容易达到较高的马赫数。马赫数小于但接近1为亚声速，马赫数大于5为超高声速。
仔细观察歼10战斗机的主机翼可以发现，主机翼采用明显的前缘后掠设计，一侧的机翼近似成大三角形，如图2.2.2所示。后掠机翼是指前缘和后缘均向后掠的机翼，机翼后掠程度可用后掠角表示，即机翼前缘与垂直机身方向的夹角，如图2.2.3所示。后掠机翼是跨声速和超声速飞机普遍采用的机翼形式，后掠机翼的气动特点是可以提高机翼的临界马赫数，推迟激波的到来，并减小超声速飞行时的阻力。后掠机翼在高速时具有优良性能，但失去了原来无后掠机翼的良好低速飞行的性能。
图2.2.2 歼10战斗机
图2.2.3 后掠角
歼10战斗机可实现横滚、翻筋斗等精彩绝伦的特技动作，使用小小的歼10手掷飞机模型也可以完成这些动作，其飞行的秘诀在于模型的副翼和方向舵。
器材： 歼10手掷战斗机模型、剪刀、刻度尺、双面胶、透明胶带。
歼10手掷战斗机模型的翼展为205mm，机长为305mm，如图2.2.4所示，模型头部带有防撞保护罩，直线飞行性能好，模型的副翼、升降舵和方向舵可以进行微调，从而实现对模型飞行姿态和轨迹的调整。
图2.2.4 歼10手掷飞机模型
制作步骤
前翼和主机翼分别插入机身对应的卡槽内，并安装到位，有图案的一面朝上，安装过程中不可用力过大，保证翼面的平整，避免机翼和机身发生变形或断裂。然后把机头保护罩安装到模型的头部，起到加强和保护作用，如图2.2.5所示。
图2.2.5 组装模型
模型检查（每一次放飞之前都需要进行检查）
手持机翼下方的机身位置，正视模型，如图2.2.6所示，检查模型左右是否对称，翼面是否安装到位或变形，通过手动调整后再一次检视，直至模型对称性良好，翼面正常，舵面正常，才可放飞。
图2.2.6 检视模型
手放置于机翼下方模型重心的位置，将模型水平掷出，如图2.2.7所示，观察模型飞行的航向，手掷时把握好手掷的力量，保证模型能够平滑飞行。若模型左偏或右偏，调整模型的方向舵，直至模型能够直线飞行。
图2.2.7 手掷模型
探究副翼对模型飞行轨迹的影响，将左副翼微微上调（或下调），右副翼微微下调（或上调），然后掷出模型，观察模型的飞行姿态。将左右两侧的副翼同时向上或向下调整，观察这样的调整对模型飞行轨迹的影响。
当左右副翼进行彼此反向调整时，模型会出现滚转运动，当左右副翼同向调整时，可实现对模型的升降控制，这时候的副翼起到升降舵的作用。
真正的歼10战斗机的整个鸭翼面都是可以偏转的，鸭翼可以起到升降舵的作用，若偏转鸭翼使前缘上升、后缘下降，可使战斗机向上飞行。利用剪刀在鸭翼左右侧的后缘区域各剪出一个舵面，如图2.2.8所示，以此使鸭翼控制模型的升降。
图2.2.8 在鸭翼上剪出舵面
歼10战斗机采用的是水平尾翼前置的鸭翼布局，而F-16战斗机和F-18战斗机采用的是水平尾翼后置，如图2.2.9和图2.2.10所示，其中F-18战斗攻击机采用双垂直尾翼气动布局，并安装两台涡扇发动机，是一型多用途战斗机。
图2.2.9 F-16战斗机
图2.2.10 F-18战斗机
F-16战斗机和F-18战斗机也有对应的手掷飞机模型，如图2.2.11和图2.2.12所示，其中，F-16战斗机模型的翼展为215mm，机长为305mm，F-18战斗机模型的翼展为250mm，机长为305mm。从以上模型中任选一种进行设计、制作和放飞，也可以进行改进飞行，探究各个可调整舵面对飞机模型飞行的影响，实现各种特技飞行，并尝试进行直线距离竞赛飞行，尝试如何才能将模型飞得更远。
图2.2.11 F-16手掷战斗机模型
图2.2.12 F-18手掷战斗机模型
在逐梦蓝天的道路上，人类一直在寻求更高、更快的飞行。而提高飞行器的飞行速度面临四重障碍，分别是声障、热障、黑障和光障。
当飞机加速到接近声速时，飞行时会追上自己发出的声波，这时候会产生震波，从而对飞机的进一步加速产生明显障碍，这就是声障。
当飞机的飞行速度明显小于声音的速度时，与飞机接触的空气好像“通信员”，以声音的速度“通知”前面即将遭遇飞机的空气，使它们“让路”。当飞机的飞行速度接近声速时，局部气流速度可能已经达到声速，产生局部激波，从而使气动阻力剧增。要想进一步提高速度，就需要发动机有更大的推力。激波使流经机翼和机身表面的气流变得非常紊乱，从而使飞机剧烈抖动，操纵十分困难，飞机速度很难再提高。因此人们曾以为声速是飞机飞行速度不可逾越的障碍，这就是声障的由来。
但当飞机飞行的速度超过声速时，飞机前面的空气因来不及躲避而被紧密地压缩在一起，产生极大的压力，在飞机前端形成一股圆锥形的声锥，这个声锥就是激波，如图2.2.13所示。如果机身不作特殊加固处理，会被瞬间摇成碎片，激波后面，空气因为被压缩，使压强突然升高，阻止了飞机的进一步加速，并可能使机翼和尾翼剧烈震颤。
图2.2.13 激波
当飞机突破声障之后，整个世界都安静了，一切声音全被抛在了身后。飞机周边白色的水汽是在突破声障的一瞬间由空气气流的不均衡搅动产生的。
飞机以超声速飞行时，其前方会产生持续稳定的压力波。当飞机朝向地面观察者飞来时，观察者不会听到声音；当飞机飞过并开始远离观察者时，所产生的声波向地面传来，波间的压力差会形成可听见的效应，也就是声爆。
飞行器速度越快，障碍越多，声障之后是热障，再后是黑障，最后是光障，从相对论角度来看，任何物体的速度永远无法达到或超过光速。
热障指飞行器的飞行速度超过一定界限时高速气流引起机体表面温度急剧升高而遇到的障碍，如图2.2.14所示。
在晴朗的夜晚，仰望灿烂的星空，有时会看到一颗流星划过天空，稍纵即逝。流星为什么会发光呢？这是因为高速飞行的陨石进入大气层与空气剧烈摩擦，猛烈燃烧而发出光亮。当飞行器完成太空任务返回地球时，飞行器面临着与陨石同样的残酷生存环境。研究表明，当飞行器的飞行速度达到2倍声速时，其前端温度会超过100℃；当飞行器的飞行速度达到3倍声速时，其前端温度可达350℃左右；当飞行速度为6倍声速时，可达1480℃。
图2.2.14 热障
飞行器的飞行速度越高，加热越严重，导致机体材料结构强度减弱，刚度降低，使飞机外形受到破坏，甚至发生灾难性的震颤。一般认为，飞机出现热障的速度在2.5倍声速以上。为了突破热障，人们可在飞行器的前端添加耐高温的涂层。对于超高速的飞行器，也可以在飞行器前端涂上烧蚀材料，利用这些材料在高温时熔化、汽化可以吸热的原理，把摩擦产生的热量消耗在烧蚀材料的熔化、汽化、升华等一系列物理和化学变化中，实现给飞行器降温的目的。像弹道导弹、宇宙飞船、返回式卫星等低升力的飞行器从太空再入大气层时均采用这种方法。
在卫星、航天飞船、洲际导弹等空间飞行器以很高的速度再入大气层返回地球的过程中，当飞行高度在地球上空35～80km的大气层间，飞行器的外部达到2000℃的高温，高温使飞船周围的空气电离形成等离子体（我们看到的火光），等离子体屏蔽了一切电磁波信号，此时飞行器与地面通信中断并持续4～7min，这就是黑障，如图2.2.15所示。黑障隔绝了航天器和外界的通信，导致航天器无法及时将信息传输到地面控制中心。随着飞行器高度的下降，当速度降低到一定程度时，不再有足够的温度使气体分子电离，黑障就会消失。
图2.2.15 黑障
相对论指出，宇宙中物质的运动速度都不能超过光速，当粒子被加速到接近光速时其消耗的能量将急剧增大，如果加速到光速那就需要无穷大的能量，这是我们目前还克服不了的难题。相对论所说的极为接近光速运动的物体不能越过光速这个屏障，我们称之为光障。
光障是现在人类要进行远太空旅行必须突破的重要困难。就像当年的音障一样。要突破光速就是科学界的又一发现，这与狭义相对论相矛盾。还要发明比光速更快的新型飞行器、新的发动机以及新型的更清洁的燃料。