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中国领跑超音速运输 北京到纽约2小时?
www.creaders.net | 2018-03-04 12:00:23  BBC | 0条评论 | 查看/发表评论
  


中国研发的极超音速飞机比音速快五倍。

中国的研究人员为超音速飞机提出了新的设计理念,他们说未来有望在短短2个小时内从北京飞到纽约。

毫无疑问,这比现在的14个小时更快,也更方便。对超音速飞行本身的研究并不新鲜,但它通常有更深的含义:即该国有更多的财政投入军事研究,而财政收支平衡也非难事。

那么,速度超过音速五倍的航班是否有商业意义,并能在两小时内运送太平洋两岸的乘客?

快快快!测量飞机速度是否够快时,所用的标准是音速或1马赫,大约为1,235km / h(767mph)。

亚音速 - 低于声速的任何东西,如现有的客机

超音速 - 比1马赫快,达到5马赫(音速的五倍);如协和飞机,它从1976年到2003年在欧洲和美国之间穿行

极超音速 :比5马赫还快;目前只有小型的实验车辆。

极超音速是中国研究的重点。中国科学院的一支研究团队正在研究突破两大挑战:空气动力学和发动机。后者难度更大。


美国宇航局无人驾驶的X-43A超音速试验机是有记录以来最快的飞机

就设计而言,极超音速飞行需要能够使阻力最小化的东西;飞机越快,阻力就成了问题。

"它的速度近似为速度平方:如果双倍速度,则会使阻力增加四倍,"墨尔本大学教授尼古拉斯·哈钦斯(Nicholas Hutchins)解释说。

中国提出和测试的新设计内容是在通常的机翼上方附加的第二层机翼来减少阻力;它有点类似于双翼飞机。

目前,研发人员只是在风洞中测试了微缩模型。因此这个项目真正起飞还为时过早。


2004 X-43A的速度达到9.6马赫,即2004年试飞时的11,850公里/小时或7,310英里/小时


达到5马赫

即使新设计能够减少阻力,仍然存在其他挑战。


波音公司的X-51 Waverider是一款无人研究超燃冲压发动机,旨在克服持续超音速飞行中的一些挑战。

例如,耐热性就是其中之一。但这也是声爆不容忽视的问题。

如果一架飞机速度突破音障时,就会产生冲击波,而伴生巨大响声。简而言之,这是一个非常大的爆炸。这么大的冲击波可以打碎玻璃。

当涉及到未来的极超音速飞机的空降时,发动机是更棘手的问题。


Falcon HTV-2是来自美国防务机构Darpa的测试飞行器,其设计最终以20马赫的速度飞行,时速超过20,000公里/小时

一旦飞行器速度达到5马赫,它可以通过所谓的超燃冲压发动机来驱动。即一种进气流速超过音速的航空用冲压发动机。

但这种类型的发动机只能在5马赫以上才起作用,所以它首先需要另一架喷气式飞机的发动机让飞机先启动起来。

专家说,这可能是一个非常强大的传统喷气发动机,但最终需要将两者结合起来。

"过去几年来,中国一直在进行一项重大研究,即设计该引擎,"昆士兰大学极超音速推进主任迈克·斯玛特(Michael Smart)教授解释说。

"这就是真正的突破。"


美国公司BOOM希望重新开始研究超音速客机。


商业可能性

除了技术进步和标志性时刻之外,外界关心的问题当然是极超音速航班是否会有商业市场。

快速浏览下协和式客机的话,你可能会有疑问。这架超音速的英法式喷气机在1969年首次飞行时被誉为航空旅行的未来,但很少被大规模建造,而且最终在2003年被弃用,暂时还没有替代的飞机。

首先,这些航班对于大多数旅客来说太贵了。还记得声爆吗?那意味着协和飞机只能在海洋上飞得比声速快。

这样就只有穿越大西洋的航班才是极超音速,因此损害了其商业可行性。


Aerion正和 美国航空航天製造厂商 Lockheed Martin和通用电气GE一起研发超音速客机。

虽然近年来对超音速客机重新产生兴趣,但它仍处于发展阶段。极超音速飞行遇到的挑战会更大。他们更贵,也会造成声爆。

2月份出版的《中国科学:物理学 力学 天文学》研究论文大胆地假设,未来极超音速飞行将比"搭乘常规飞机"更加方便和高效。


美国航空航天公司 Spike Aerospace 也有超音速公务机的计划;但会有不同的机翼和发动机配置。

但新加坡航空业网上杂志(Flight Global)的埃利斯·泰勒(Ellis Taylor)说,要在商业上可行的话, "至少需要15至20年"。

"目前很难看到这个市场,"他说,"事实上,历史上机票价格一直在下降而不是上涨,因此极超音速航班难有广泛的客户群。 "


来自反应发动机的A2极超音速飞机:这种设计理念将使欧洲到澳大利亚的旅行缩短至5小时。


军事竞赛

据中国媒体报道,这项研究背后的科学家也参与了北京围绕极超音速的军事计划,而极超音速的野心是军事防御。

例如可以想想很快就可以部署很难被拦截的空中监视计划。



极超音速:那么快,你什么都看不到,只看得到雾化尾迹?


或者也许极超音速导弹可能使现有的防御系统失效。

这个舞台上的大玩家是美国,中国,在某种程度上还有俄罗斯。毫不奇怪的是,军事研究向来隐秘,因此很难说谁有优势。

"从历史上看,美国一直处于领先地位,但中国正在迅速赶上,"斯马特教授说。

因此,商用超高音速喷气式飞机的计划即使处于早期阶段,也毫无疑问展现了中国雄心壮志。

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