Китай успешно испытал гиперзвуковой реактивный самолет, который может сократить время полета почти на одну седьмую.
Китай разработал и испытал сверхбыстрый самолет, способный достичь сверхзвуковой скорости в диапазоне от 5 до 7 Маха, что составляет от 3,800 до 5,370 миль в час. Гиперзвуковые скорости — это «супер» сверхзвуковые скорости (которые составляют 1 Маха и выше). Исследователи из Китайской академии наук, Пекин успешно испытал свой «Самолет I» (напоминающий заглавную букву «I», если смотреть спереди, а также имеющий тень в форме буквы «I» во время полета) в аэродинамической трубе на этих скоростях и они заявляют, что такой гиперзвуковой самолет потребуется всего «пара часов», чтобы добраться из Пекина в Нью-Йорк, в то время как рейс коммерческой авиакомпании в настоящее время занимает минимум 14 часов, чтобы преодолеть это расстояние в 6,824 мили. По сравнению с существующим самолетом, Boeing 737, подъемная сила самолета I составляла примерно 25 процентов, то есть если самолет 737 мог перевозить до 20 тонн или 200 пассажиров, самолет I того же размера мог перевозить 5 тонн или примерно 50 пассажиров. Идея использования гиперзвукового самолета в качестве коммерческого самолета существует уже давно, и гонка за то, чтобы первым его использовать, уже началась.
Это исследование, опубликованное в Наука Китай Физика, механика и Астрономия, снова привлек внимание к теме гиперзвуковых самолетов. В ходе испытаний, аэродинамических оценок и экспериментов исследователи уменьшили модель самолета внутри специально спроектированной аэродинамической трубы. Было замечено, что крылья I Plane хорошо работают вместе, уменьшая турбулентность и сопротивление, одновременно постоянно увеличивая общую грузоподъемность самолета. Подъемная сила в терминологии самолетов относится к механической аэродинамической силе, которая непосредственно противодействует общему весу самолета и, таким образом, удерживает самолет в воздухе. Эта подъемная сила создается каждой частью самолета, например, у большинства коммерческих самолетов эта подъемная сила создается исключительно крыльями. Грузоподъемность самолета очень важна для его устойчивости в воздухе. А сопротивление и турбулентность (вызванные жарой, реактивной струей, полет над горами и т. д.) - это в основном аэродинамические силы, которые противодействуют движению самолета в воздухе. Итак, основная идея состоит в том, чтобы поддерживать высокую и устойчивую подъемную силу и уменьшать сопротивление и влияние турбулентности. Авторы даже увеличили скорость звука модели в семь раз (343 метра в секунду или 767 миль в час), и, к их радости, она обеспечила стабильную производительность с высоким подъемом и низким сопротивлением. В конструкцию самолета входили нижние крылья, которые выступали из середины фюзеляжа как пара обнимающих рук. А третье плоское крыло в форме летучей мыши тем временем простирается над задней частью самолета. Таким образом, благодаря этой конструкции двойной слой крыльев работает вместе, чтобы уменьшить турбулентность и сопротивление при чрезвычайно высоких скоростях, одновременно увеличивая общую грузоподъемность самолета.
Крупные страны, включая Китай и США, также находятся в процессе разработки сверхзвуковой оружие и гиперзвуковой аппарат, на который военные могут подать в суд как на систему защиты. Это очень конфиденциальный и, если не сказать, весьма спорный вопрос из-за непредвиденных ограничений, которых могут достичь такие гиперзвуковые устройства. Китай также нацелен на создание будущего гиперзвукового самолета, который будет включать в себя аэродинамическую трубу, способную развивать скорость до 36 Маха, что сделает его самым быстрым. всегда. Это может изменить правила игры, и все эти разработки действительно встряхивают сообщество исследователей гиперзвука.
Технологические вызовы
Это исследование, благодаря его аэродинамическому дизайну, успешно решило проблемы, с которыми сталкивались предыдущие модели гиперзвуковых самолетов, однако настоящий успех будет достигнут, если продвинуть его от концептуальной стадии к реальной. во всем мире застряли на экспериментальной стадии из-за различных технологических проблем, которые существовали и фактически все еще существуют. Например, любой самолет, движущийся с гиперзвуковой скоростью, будет выделять огромное тепло (возможно, превышающее 1,000 градусов по Цельсию), и это тепло необходимо либо изолировать, либо эффективно рассеивать, иначе оно может оказаться фатальным для машины и ее носителей. Эта проблема подходящим образом решалась много раз, например, с использованием жаропрочных материалов, а также встроенной системы жидкостного охлаждения для отвода тепла - но все это технически доказано только на экспериментальной стадии. Эти испытания необходимо перенести из аэродинамической трубы. в открытое поле (т.е. экспериментальную установку в реальную среду). Тем не менее, это волнующее исследование, и оно может проложить путь в будущее гиперзвуковых технологий.
Источник (ы)
Cui et al. 2018. Гиперзвуковые двутавровые аэродинамические схемы. Наука Китай Физика, механика и астрономия. 61 (2). https://doi.org/10.1007/s11433-017-9117-8
