高超音速飛機面臨哪些難題?一切都要從頭開始,最大的難題還是這

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高超音速是公認的未來飛行器發展方向之一,為了能佔據科技競賽的先機,許多國家都在不遺餘力的開發高超音速技術。這種技術和傳統航空器技術相比,從氣動佈局、動力系統到外殼材料、控制系統上都有非常大的技術區別,研製它幾乎就是從頭開始研究。對飛行器來說,氣動佈局最重要,高超音速下飛行器使用最多的是所謂的乘波體佈局,這種佈局優點很多,包括低阻力高升力、方便隔熱設計、方便發動機設計和可以使用計算機精確模擬。傳統的機翼佈局也有使用,但是因為優點較少,和乘波體競爭沒有優勢,所以比較稀少。

高超音速飛機面臨哪些難題?一切都要從頭開始,最大的難題還是這

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之所以說乘波體方便發動機設計,是因為這種飛行器在飛行中,機體下部有一個高壓區,正好可以做衝壓發動機的進氣口。傳統噴氣發動機使用旋轉的壓氣機和葉片將空氣增壓後送入燃燒室,而這種發動機取消了壓氣機,直接利用進入進氣道的氣流發生激波,再由特殊的進氣道設計利用多重激波壓縮空氣。它的阻力很小,結構簡單,非常適合高速飛行。

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方便隔熱設計也是乘波體的一個優點,只是這是相對於其他佈局來說的,它的隔熱技術其實還是很難。與空氣的摩擦會產生巨大的熱量,機體結構可能會因此受損。現在還沒有比較有效的方法,只能使用絕熱材料包裹加上內部利用燃料流動散熱。而且如果溫度夠高,還會產生等離子體包裹住機體,因為等離子體會屏蔽電磁信號(飛船再入大氣層時的無法通訊就是源於此),使地面遙控指令傳送不到飛行器上,控制系統就必須強大到能自主收集信息並飛行。


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