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飞机将迈向“高超声速时代”

发布日期:2017-02-07  来源:航空工业信息网我要投稿我要评论

2016年3月21日,日本“乘物”网站刊发军事记者兼航空摄影家关腎太郎的文章《ステルスはもう古い? 飛行機は「極超音速の時代」へ》(隐身已经过时了吗?飞机将迈向“极超音速时代”)。

近年来随着“协和”号的退出等,以“更高速飞行”为目标的客机发展势头一度有所停滞。为什么会变成这样呢?但不久的将来,飞机或许会再次成为“速度的时代”。

飞机“速度的历史”结束了吗?

新的“东方快车”自美国华盛顿的杜勒斯机场起飞后加速至25倍音速到达低轨道(卫星轨道之一),以此速度2个小时以内就可以飞到日本东京。

1986年,时任美国总统罗纳德·里根先生的演讲使人们对未来可能的飞行充满了无限的遐想。如果这样的客机能够实现的话,“由日本到美国的当天往返旅行”就不是梦想了。

当时提出的实现目标是“20世纪80年代末期”,但是至里根总统演说刚好经过三十年的2016年,东京至华盛顿之间约10900公里的飞行时间大约需近14个小时。平均对地速度为780公里/小时,远远低于声速(0高度为1225公里/小时)。梦想21世纪的20世纪80年代的人们遇到这样的现实一定会很失望的。

自1903年莱特兄弟首次成功使用动力实现飞行的大约100年的航空发展史中,其前一半是“速度的历史”。到1960年前后达到马赫数2~3,即声速的2~3倍后发展就停止了,现在客机则仅在马赫1以下就停滞了。

20世纪50年代-70年代开发的高速航空器,包括美国马赫数达3.2的人类最快战略侦察机SR-71“黑鸟”、马赫数超过2的最快客机苏联的图-144以及英国和法国共同开发的“协和”、马赫数达6.72的美国实验机X-15现在全部退役了。

日本航空自卫队的主力战斗机F-15J,在几乎所有作战情况下均可达到马赫数2.5。

为何飞机不能再提高速度呢?

为何飞机不能使速度再快呢?其最大的理由在于“热”和“引擎”。

飞机达到马赫数2左右至被称之为“高超声速”的马赫数5以上时,机体的前缘因空气产生的强大压力而崩溃,产生了被称之为“绝热压缩”原理的庞大热量。其温度可超过摄氏1000度,通常飞机所使用的铝合金是不能承受的。

另外,现役的喷气发动机也存在技术问题,即使是超声速飞行也要将吸入的空气减速至声速以下用以与燃料混合使其燃烧。但是,在高超声速下其效率将大大下降,为此需要使用超声速流动的空气与燃料混合而使其燃烧,这就需要非常高的技术能力。

遗憾的是人类历经半个世纪,在重视燃料消耗与经济性的条件下并没能解决这些问题。

“隐身时代”已经过时了吗?

美国现在有多个项目正在推进实现飞机高超声速,X-43“高超声速X”无人机项目于2004年就达到了以马赫数9.6(约11265公里/小时)的飞行。

另外,预计于2020~2030年左右实用化的洛克希德马丁公司的SR-72等项目,均是开发中的高超声速飞机和导弹项目。它们均采用碳纤维复合材料和陶瓷等材料,它们比现有金属耐热性更优异,以此作为高温部件。另外,还使用在超声速领域所开发的燃烧效率高的“超燃冲压发动机”来获得所需动力。

雷达不能显现的“隐身”技术已是现有技术了,“反隐身”的研究现在也正在稳步推进。其中,在美国跨越“隐身时代”之后预计将再次迎来“提升速度的时代”。

高超声速飞机将首先被应用于军事领域,其技术早晚将用于民用领域。21世纪,或许真的有一天可以实现“由日本到美国的当天往返旅行”。

飞机将迈向“高超声速时代”

 
本文链接:https://www.81uav.cn/uav-news/201702/07/22702.html
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