建造一个速度超过5马赫的有用鸿禾登入网址平面

诀窍使这些速度高于5马赫,超音速或者,车辆是要建立一个“乘波”形机身,并用最糟糕的是“高压捕获翼,”研究人员在2017年12月上书写下的期刊科学中国。Waveriders是一种飞机机身,其形状可以沿着自己的超音速飞行所产生的压力波的顶部掠过 - 实质上,使用冲击波来增加飞机的升力,或者保持飞机在飞行中的向上力。但是,waveriders的屋顶也可以成为“压缩表面” 鸿禾登入网址 - 围绕空气流动的平面,将整个车辆推回地面。连接到飞机顶部的高压捕获翼(HCW)将该压力转换为额外的升力。

该团队将此waverider-HCW组合命名为“高超音速I形空气动力学配置”或“HIAC”,其形状为横截面,类似于带有衬线的大写字母“I”。[ 照片:超音速喷气式飞机可以飞速超过10倍]

创造电梯

这种设计解决了高超音速飞机的基本问题,研究人员写道:建造一架5加5马赫的飞机非常难以在乘客或货物内部鸿禾登入网址留出足够的空间,使其无法将自己从空中撞击。

对于要保持高空飞行的飞机,它会产生升力 - 通常发生在飞机顶部的空气比其下方的空气流动更快时。同时,飞机越快,周围空气或阻力的摩擦力就越大。然而,对于以非常高的速度飞行的飞机,该阻力必须远低于该升力,否则飞机将难以快速移动以保持空中飞行。超音速飞机与通过声速的额外压力波问题相抗衡,这会对机身产生额外的阻力。waverider-HCW组合就是将高超音速行程的压力波从阻力和向下力转变为额外升力。

过去只依赖于waverider机身的设计,如波音X-51,必须非常纤薄 - 对于乘客或有意义的货物来说太小了。但研究人员写道,如果你在高超音速飞机上升高车顶,车顶上方的气流会产生阻力并实际上将其推向下方,从而减少升力。

他们写道, 精心设计的空气动力学飞机创造了大量的升力,具有较高的升力阻力比,并且与其总鸿禾登入网址体尺寸相比包装了大量的货物空间。鸿禾登入网址

将HCW贴在摇摆机顶部可以让设计师为车辆提供更高的车顶和更大的货物空间,并创造额外的升力,使车辆保持在极高速度的高空。

高超音速飞机并不是全新的。在整个20世纪60年代飞行的空军X-15与人类飞行员一起达到了4,520英里/小时(7,274公里/小时)或6.7马赫的最高速度。在重返大气层时,宇宙飞船通常会达到极高的速度; 航天飞机曾经以近25马赫的速度撞击大气层。但是X-15设计并不是一个实用的设计。由于轨道的巨大动力,宇宙飞船在重返大气层时只能进入高超音速。

由于政府通常选择制造高超音速飞行器的原因,这些机器并不是特别有用:避开空中防御并将其粉碎成足以造成巨大损坏的东西。美国空军首席科学家Geoffrey Zacharias在2017年8月告诉国家利益,美国“预计到20世纪20年代将拥有高超音速武器,到2030年代将拥有高超音速无人机以及20世纪40年代可恢复的高超音速无人鸿禾登入网址机。毫无疑问,高超音速技术,无论是武器装备或推进装置,或两者兼而有之,将成为未来飞机设计的重点。“

这种设计可以使世界更接近现实。