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以每小时 5000 英里的速度飞行的可能性!

工程技术以每小时 5000 英里的速度飞行的可能性!

中国成功测试了一种高超音速喷气式飞机,可以将旅行时间缩短近七分之一。

中国设计并测试了一种超高速飞机 高超音速 速度在 5 到 7 马赫的范围内,大约每小时 3,800 到 5,370 英里。 高超音速是“超级”超音速(1 马赫及以上)速度。 来自中国科学院北京的研究人员在风洞内以这些速度成功测试了他们的“I飞机”(从正面看类似于首都“I”,飞行时也有“I”形阴影)他们说这样的高超音速 平面 从北京飞往纽约只需要“几个小时”,而目前商业航空公司的航班至少需要 14 小时才能完成 6,824 英里的距离。 与现有的波音 737 飞机相比,I 型飞机的升力约为 25%,即如果 737 型飞机能够承载 20 吨或 200 名乘客,则相同尺寸的 I 型飞机可以承载 5 吨或大约50 名乘客。将高超音速飞机用作商业化飞机的想法已经存在了很长时间,成为第一个使用它的竞赛已经开始。

这项研究发表在 Science China 物理、力学与天文学,让高超音速飞机的话题重新成为人们关注的焦点。 在测试和空气动力学评估和实验期间,研究人员在专门设计的风洞内缩小​​了飞机模型。 可以看出,I 型飞机的机翼可以很好地协同工作,以减少湍流和阻力,同时不断提高飞机的整体升力能力。 飞机术语中的升力是指直接对抗飞机总重量的机械空气动力,因此将飞机保持在空中。 这种升力由飞机的每个部分产生,例如在大多数商用飞机中,这种升力仅由机翼产生。 飞机的升力能力对于在空中保持稳定非常重要。 以及阻力和湍流(由热量、急流、 飞行 山上等)基本上是与飞机在空中运动相反的空气动力。 因此,中心思想是保持高而稳定的升力并减少阻力和湍流的影响。 作者甚至将模型计划推到了音速的七倍(每秒 343 米,或每小时 767 英里),令他们高兴的是,它提供了稳定的性能,具有高升力和低阻力。 飞机的设计包括从机身中部伸出的下机翼,就像一对拥抱臂。 第三个扁平的蝙蝠形机翼同时延伸到飞机的后部。 因此,由于这种设计,双层机翼协同工作以减少极高速度时的湍流和阻力,同时增加飞机的整体升力能力。

包括中国和美国在内的主要国家也正在开发高超音速武器和高超音速飞行器,可以作为防御系统被军方起诉。 这是非常机密的,并不是说非常有争议,因为这种高超音速设备可能会达到不可预见的限制。中国还瞄准未来的高超音速飞机,其中包括一个风洞,可以产生高达 36 马赫的速度,使其成为最快的曾经。 这可能会改变游戏规则,所有这些发展确实在高超音速研究界发生了翻天覆地的变化。

技术挑战

这项研究通过其空气动力学设计,成功地解决了以前高超音速飞机模型所面临的问题,但真正的成功是将其从概念阶段推进到真正的阶段。 以前已知的高超音速飞行器已经开发由于已经存在和实际上仍然存在的各种技术挑战,全世界都陷入了试验阶段。 例如,任何以高超音速飞行的飞机都会产生巨大的热量(可能超过 1,000 摄氏度),这种热量需要有效地隔热或分散,否则对机器及其载体可能是致命的。 这个问题已经多次得到适当解决,例如使用耐热材料和内置液体冷却系统将热量排出 - 但所有这些仅在实验阶段在技术上得到证实。这些测试需要从风洞中移动到开放领域(即真实环境的实验设置)。 尽管如此,这是一项令人振奋的研究,它可以为高超音速技术的未来铺平道路。

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{您可以通过单击下面引用来源列表中给出的 DOI 链接来阅读原始研究论文}

来源(S)

崔等人。 2018. 高超音速 I 形空气动力学配置。 科学中国物理、力学与天文学。 61(2)。 https://doi.org/10.1007/s11433-017-9117-8

赛欧团队
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