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高超音速飞机面临哪些难题?一切都要从头开始,最大的难题还是这

时间:2018-08-05 17:54:40        来源:

 

资料图

高超音速是公认的未来飞行器发展方向之一,为了能占据科技竞赛的先机,许多国家都在不遗余力的开发高超音速技术。这种技术和传统航空器技术相比,从气动布局、动力系统到外壳材料、控制系统上都有非常大的技术区别,研制它几乎就是从头开始研究。对飞行器来说,气动布局最重要,高超音速下飞行器使用最多的是所谓的乘波体布局,这种布局优点很多,包括低阻力高升力、方便隔热设计、方便发动机设计和可以使用计算机精确模拟。传统的机翼布局也有使用,但是因为优点较少,和乘波体竞争没有优势,所以比较稀少。

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之所以说乘波体方便发动机设计,是因为这种飞行器在飞行中,机体下部有一个高压区,正好可以做冲压发动机的进气口。传统喷气发动机使用旋转的压气机和叶片将空气增压后送入燃烧室,而这种发动机取消了压气机,直接利用进入进气道的气流发生激波,再由特殊的进气道设计利用多重激波压缩空气。它的阻力很小,结构简单,非常适合高速飞行。

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方便隔热设计也是乘波体的一个优点,只是这是相对于其他布局来说的,它的隔热技术其实还是很难。与空气的摩擦会产生巨大的热量,机体结构可能会因此受损。现在还没有比较有效的方法,只能使用绝热材料包裹加上内部利用燃料流动散热。而且如果温度够高,还会产生等离子体包裹住机体,因为等离子体会屏蔽电磁信号(飞船再入大气层时的无法通讯就是源于此),使地面遥控指令传送不到飞行器上,控制系统就必须强大到能自主收集信息并飞行。