Китай успешно тества хиперзвуков реактивен самолет, който може да намали времето за пътуване с почти една седма.
Китай е проектирал и тествал свръхбърз самолет, който може да постигне свръхзвуков скорости в диапазона от 5 до 7 Маха, което е около 3,800 до 5,370 мили в час. Хиперзвуковите скорости са „супер“ свръхзвукови (които са Мах 1 и повече) скорост. Изследователи от Китайската академия на науките в Пекин успешно тестваха своя „I Plane“ (наподобяващ главната „I“, когато се гледа отпред и също има сянка във формата на „I“, когато лети) във въздушен тунел при тези скорости и те заявяват, че такъв хиперзвуков самолет ще му трябват само „няколко часа“, за да пътуват от Пекин до Ню Йорк, когато полет на търговска авиокомпания в момента отнема минимум 14 часа, за да покрие това разстояние от 6,824 737 мили. В сравнение със съществуващия самолет Boeing 25, подемът на I Plane е приблизително 737 процента, т.е. ако самолет 20 е имал способността да превозва до 200 тона или 5 пътници, самолетът I със същия размер може да превозва 50 тона или приблизително XNUMX пътника. Идеята за хиперзвуков самолет, който да бъде използван като комерсиализиран самолет, съществува от доста време и надпреварата кой да бъде първият, който ще го използва, вече започна.
Това изследване, публикувано в Наука Китай Физика, механика и астрономия, отново постави темата за хиперзвуковите самолети в светлината на прожекторите. По време на тестовете и аеродинамичните оценки и експерименти, изследователите намалиха модела на самолета в специално проектиран аеродинамичен тунел. Беше видяно, че крилата на I Plane работят добре заедно, за да намалят турбуленцията и съпротивлението, като същевременно непрекъснато увеличават общия капацитет на повдигане на самолета. Повдигането в терминологията на самолета се отнася до механичната аеродинамична сила, която се противопоставя директно на общото тегло на самолета и по този начин държи самолета във въздуха. Това повдигане се генерира от всяка част на самолета, например в повечето търговски самолети това повдигане се генерира единствено от неговите крила. Капацитетът на повдигане на самолета е много важен за поддържането му стабилен във въздуха. И съпротивление и турбуленция (причинени от топлина, струя, летене над планини и др.) са основно аеродинамичните сили, които се противопоставят на движението на самолета във въздуха. И така, основната идея е да се поддържа високо и стабилно повдигане и да се намали съпротивлението и ефектите от турбуленцията. Авторите дори увеличиха плана на модела до седем пъти по-висока от скоростта на звука (343 метра в секунда или 767 мили в час) и за тяхна радост той осигури постоянна производителност, с високо повдигане и ниско съпротивление. Дизайнът на самолета включва долни крила, които се простират от средата на фюзелажа като чифт прегръщащи се рамена. И трето плоско крило с форма на прилеп междувременно се простира над задната част на самолета. По този начин, благодарение на този дизайн, двойният слой от крила работи заедно, за да намали турбуленцията и съпротивлението при изключително високи скорости, като същевременно увеличава общия капацитет на повдигане на самолета.
Големите страни, включително Китай и Съединените щати, също са в процес на разработване на хиперзвуково оръжие и хиперзвуково превозно средство, което може да бъде съдено от военните като отбранителна система. Това е много поверително и да не кажа много спорно поради непредвидените ограничения, които подобни хиперзвукови устройства биха могли да постигнат. Китай също се стреми към бъдещ хиперзвуков самолет, който ще включва аеродинамичен тунел, който може да произвежда скорости до 36 Маха, което го прави най-бързият някога. Това може да промени играта и всички тези разработки наистина разтърсват нещата в хиперзвуковата изследователска общност.
Технологични предизвикателства
Това проучване, чрез аеродинамичния си дизайн, успешно се справи с проблемите, пред които са били изправени предишни модели на хиперзвукови самолети, но истинският успех би бил постигнат чрез преместването му от концептуалния етап към реален. Предишни известни хиперзвукови превозни средства, които са били разработени в световен мащаб са заседнали на експерименталния етап поради различните технологични предизвикателства, които са съществували и всъщност все още съществуват. Например, всеки самолет, пътуващ с хиперзвукова скорост, ще генерира огромна топлина (вероятно над 1,000 градуса по Целзий) и тази топлина ще трябва да бъде или изолирана, или разпръсната ефективно, или може да се окаже фатална за машината и нейните носители. Този проблем е бил подходящо адресиран много пъти, например чрез използване на топлоустойчиви материали, както и вградена система за течно охлаждане за изтласкване на топлината - но всичко това е технически доказано само на експериментален етап. Тези тестове трябва да преминат от аеродинамичния тунел към открито поле (т.е. експериментална настройка към реална среда). Независимо от това, това е вълнуващо проучване и може да проправи пътя към бъдещето на хиперзвуковата технология.
***
{Можете да прочетете оригиналната изследователска статия, като щракнете върху връзката DOI, дадена по-долу в списъка с цитирани източници}
Източник (и)
Cui et al. 2018. Хиперзвукови I-образни аеродинамични конфигурации. Наука Китай Физика, механика и астрономия. 61(2). https://doi.org/10.1007/s11433-017-9117-8
