China het 'n hipersoniese straalvliegtuig suksesvol getoets wat die reistyd met byna 'n sewende kan verminder.
China het 'n ultrasnelle vliegtuig ontwerp en getoets wat hipersoniese snelhede in die reeks van Mach 5 tot Mach 7 kan bereik, wat ongeveer 3 800 tot 5 370 myl per uur is. Hipersoniese snelhede is 'super' supersoniese (wat Mach 1 en hoër is) snelhede. Navorsers van die Chinese Akademie vir Wetenskappe, Beijing, het hul "I-vliegtuig" (wat soos die hoofletter 'I' lyk wanneer dit van voor af beskou word en ook 'n 'I'-vormige skaduwee het wanneer dit vlieg) suksesvol binne 'n windtunnel teen hierdie snelhede getoets en hulle verklaar dat so 'n hipersoniese vliegtuig slegs 'n "paar uur" sou benodig om van Beijing na New York te reis terwyl 'n kommersiële lugrederyvlug tans 'n minimum van 14 uur neem om hierdie afstand van 6 824 myl af te lê. In vergelyking met die bestaande vliegtuig, die Boeing 737, was die I-vliegtuig se hefvermoë ongeveer 25 persent, d.w.s. as 'n 737-vliegtuig die vermoë gehad het om tot 20 ton, of 200 passasiers, te dra, kon die I-vliegtuig van dieselfde grootte 5 ton of ongeveer 50 passasiers dra. Die idee van 'n hipersoniese vliegtuig wat as 'n kommersiële vliegtuig gebruik word, bestaan al 'n geruime tyd en die wedloop om die eerste te wees om dit te gebruik, het reeds begin.
Hierdie navorsing, gepubliseer in Science China Physics, Mechanics & Astronomy , het die onderwerp van hipersoniese vliegtuie weer in die kollig geplaas. Tydens die toetsing en aërodinamiese evaluasies en eksperimente het navorsers die model van die vliegtuig binne 'n spesiaal ontwerpte windtunnel afgeskaal. Daar is gesien dat die vlerke van die I-vliegtuig goed saamwerk om turbulensie en sleep te verminder terwyl die vliegtuig se algehele hefkapasiteit voortdurend verhoog word. Die hefkapasiteit in vliegtuigterminologie word verwys na die meganiese aërodinamiese krag wat direk die totale gewig van 'n vliegtuig teenwerk en sodoende die vliegtuig in die lug hou. Hierdie hefkapasiteit word deur elke deel van die vliegtuig gegenereer, byvoorbeeld in die meeste kommersiële vliegtuie word hierdie hefkapasiteit uitsluitlik deur sy vlerke gegenereer. Die hefkapasiteit van 'n vliegtuig is baie belangrik om dit stabiel in die lug te hou. En sleep en turbulensie (veroorsaak deur hitte, straalstroom, vlieg oor berge, ens.) is basies die aërodinamiese kragte wat die beweging van 'n vliegtuig in die lug teenwerk. Die sentrale idee is dus om 'n hoë en bestendige hefkapasiteit te handhaaf en sleep en die gevolge van turbulensie te verminder. Die outeurs het selfs die modelplan tot sewe keer die spoed van klank (343 meter per sekonde, of 767 myl per uur) gestoot en tot hul vreugde het dit konsekwente werkverrigting gelewer, met hoë hefvermoë en lae weerstand. Die ontwerp van die vliegtuig het laer vlerke ingesluit wat uit die middel van die romp reik soos 'n paar omhelsende arms. En 'n derde plat, vlermuisvormige vlerk strek intussen oor die agterkant van die vliegtuig. Dus, danksy hierdie ontwerp, werk die dubbele laag vlerke saam om turbulensie en weerstand te verminder teen uiters hoë snelhede terwyl die vliegtuig se algehele hefvermoë verhoog word.
Groot lande, insluitend China en die Verenigde State, is ook besig om hipersoniese wapens en 'n hipersoniese voertuig te ontwikkel wat deur die weermag as 'n verdedigingstelsel aangekla kan word. Dit is baie vertroulik en, om nie te sê, hoogs debatteerbaar as gevolg van die onvoorsiene beperkings wat sulke hipersoniese toestelle kan bereik. China mik ook na 'n toekomstige hipersoniese vliegtuig wat 'n windtunnel sal insluit wat snelhede van tot Mach 36 kan lewer, wat dit die vinnigste ooit maak. Dit kan 'n spelwisselaar wees en al hierdie ontwikkelings skud dinge regtig in die hipersoniese navorsingsgemeenskap op.
Tegnologiese uitdagings
Hierdie studie, deur middel van sy aërodinamiese ontwerp, het die probleme wat vorige hipersoniese vliegtuigmodelle in die gesig gestaar het, suksesvol aangespreek, maar die werklike sukses sal behaal word deur dit van die konseptuele stadium na 'n regte een te beweeg. Vorige bekende hipersoniese voertuie wat ontwikkel is wêreldwyd in die eksperimentele stadium vasgeval het vanweë die verskeie tegnologiese uitdagings wat bestaan het en in werklikheid steeds bestaan. Byvoorbeeld, enige vliegtuig wat teen hipersoniese spoed reis, sal enorme hitte opwek (moontlik meer as 1,000 XNUMX grade Celsius) en hierdie hitte sal óf geïsoleer of doeltreffend versprei moet word of dit kan dodelik wees vir die masjien en sy draers. Hierdie probleem is baie keer behoorlik aangespreek, byvoorbeeld deur hittebestande materiale te gebruik en ook 'n ingeboude vloeistofverkoelingstelsel om die hitte uit te stoot - maar dit alles word tegnies slegs in die eksperimentele stadium bewys. Hierdie toetse moet van die windtunnel af beweeg. na 'n oop veld (dws eksperimentele opstelling na 'n werklike omgewing). Nietemin, dit is 'n opwindende studie en dit kan die pad baan vir die toekoms van hipersoniese tegnologie.
***
Bronne)
Cui et al. 2018. Hipersoniese I-vormige aërodinamiese konfigurasies. Science China Fisika, Meganika & Sterrekunde. 61(2). https://doi.org/10.1007/s11433-017-9117-8
***
