Kiina on testannut onnistuneesti hypersonic-suihkukonetta, joka voisi lyhentää matka-aikaa lähes seitsemänneksellä.
Kiina on suunnitellut ja testannut erittäin nopean lentokoneen, joka voi saavuttaa hypersonic nopeuksilla välillä 5 Mach 7, mikä on noin 3,800 5,370 - 1 XNUMX mailia tunnissa. Yliääninopeudet ovat "superääninopeudet" (jotka ovat XNUMX Mach ja enemmän). Tutkijat Kiinan tiedeakatemian Pekingissä on onnistuneesti testattu "I Plane" -lentokonetta (muistuttaa isoa "I" -kirjainta edestä katsottuna ja jossa on myös "minän" muotoinen varjo, kun se lentää) tuulitunnelissa näillä nopeuksilla ja he toteavat, että tällainen hypersonic kone tarvitsisi vain "parin tunnin" matkustaakseen Pekingistä New Yorkiin, kun kaupallisen lentoyhtiön lennolla kuluu tällä hetkellä vähintään 14 tuntia tämän 6,824 737 mailin matkan kattamiseksi. Verrattuna olemassa olevaan lentokoneeseen, Boeing 25:ään, I-koneen nostokorkeus oli noin 737 prosenttia, eli jos 20-koneella olisi kyky kuljettaa jopa 200 tonnia eli 5 matkustajaa, samankokoinen I-lentokone voisi kantaa 50 tonnia tai noin XNUMX matkustajaa. Ajatus hypersonic-lentokoneesta kaupallisena lentokoneena on ollut olemassa jo pitkään ja kilpailu sen ensimmäisestä käyttöön on jo alkanut.
Tämä tutkimus julkaistiin vuonna Tiede Kiina fysiikka, mekaniikka ja Tähtitiede, on nostanut hypersonic-lentokoneiden aiheen takaisin parrasvaloihin. Testausten ja aerodynaamisten arvioiden ja kokeiden aikana tutkijat pienensivät koneen mallia erityisesti suunnitellun tuulitunnelin sisällä. Havaittiin, että I Planen siivet toimivat hyvin yhdessä vähentääkseen turbulenssia ja vastusta samalla kun koneen kokonaisnostokapasiteettia jatkuvasti kasvatetaan. Lentokoneterminologiassa nostovoimalla tarkoitetaan mekaanista aerodynaamista voimaa, joka vastustaa suoraan lentokoneen kokonaispainoa ja pitää lentokonetta siten ilmassa. Tätä nostoa synnyttävät kaikki lentokoneen osat, esimerkiksi useimmissa kaupallisissa lentokoneissa tämä nosto syntyy vain sen siiveistä. Lentokoneen nostokyky on erittäin tärkeä, jotta se pysyy vakaana ilmassa. Ja veto ja turbulenssi (aiheuttaa lämpöä, suihkuvirtausta, lentävät vuorten yli jne.) ovat pohjimmiltaan aerodynaamisia voimia, jotka vastustavat lentokoneen liikettä ilmassa. Keskeisenä ideana on siis ylläpitää korkeaa ja tasaista nostoa ja vähentää vastusta ja turbulenssin vaikutuksia. Kirjoittajat jopa työnsivät mallisuunnitelman seitsenkertaiseksi äänennopeudeksi (343 metriä sekunnissa tai 767 mailia tunnissa), ja heidän ilokseen se tarjosi tasaisen suorituskyvyn korkealla nostovoimalla ja alhaisella vastuskertoimella. Lentokoneen suunnittelu sisälsi alemmat siivet, jotka ulottuvat rungon keskeltä kuin syleilevä käsivarsi. Ja kolmas litteä, lepakon muotoinen siipi ulottuu sillä välin lentokoneen takaosan yli. Tämän rakenteen ansiosta kaksinkertainen siipien kerros toimii yhdessä vähentäen turbulenssia ja vastusta erittäin suurilla nopeuksilla ja lisää samalla lentokoneen kokonaisnostokykyä.
Myös suuret maat, kuten Kiina ja Yhdysvallat, ovat kehittymässä hypersonic aseet ja hypersonic ajoneuvo, jonka armeija voisi haastaa oikeuteen puolustusjärjestelmänä. Tämä on hyvin luottamuksellista ja ei sanoisi erittäin kiistanalaista, koska tällaiset hypersonic-laitteet voivat saavuttaa odottamattomia rajoja. Kiina tähtää myös tulevaan hypersonic-koneeseen, joka sisältää tuulitunnelin, joka voi tuottaa jopa 36 Machin nopeuksia, mikä tekee siitä nopeimman koskaan. Tämä voi olla pelin muuttaja, ja kaikki nämä kehityssuunnat ravistavat todella asioita hypersonisessa tutkimusyhteisössä.
Teknologiset haasteet
Tämä tutkimus on aerodynaamisen suunnittelunsa ansiosta onnistuneesti käsitellyt aiempien hypersonic-lentokonemallien ongelmia, mutta todellinen menestys saavutettaisiin siirtämällä se eteenpäin konseptivaiheesta todelliseen vaiheeseen. Aikaisemmat tunnetut hypersonic-ajoneuvot, jotka on kehitetty maailmanlaajuisesti ovat juuttuneet kokeelliseen vaiheeseen erilaisten teknologisten haasteiden vuoksi, joita on ollut ja itse asiassa on edelleen olemassa. Esimerkiksi mikä tahansa hyperääninopeudella lentävä lentokone tuottaa valtavaa lämpöä (mahdollisesti yli 1,000 XNUMX celsiusastetta), ja tämä lämpö on joko eristettävä tai hajautettava tehokkaasti tai se voi osoittautua kohtalokkaaksi koneelle ja sen kantajille. Tätä ongelmaa on käsitelty sopivasti useaan otteeseen esimerkiksi käyttämällä lämmönkestäviä materiaaleja ja myös sisäänrakennettua nestejäähdytysjärjestelmää lämmön työntämiseen ulos – mutta tämä kaikki on teknisesti todistettu vasta koevaiheessa. Nämä testit on siirrettävä tuulitunnelista avoimelle kentälle (eli kokeellinen asennus todelliseen ympäristöön). Siitä huolimatta tämä on innostava tutkimus, ja se voisi tasoittaa tietä hypersonic-tekniikan tulevaisuudelle.
***
{Voit lukea alkuperäisen tutkimuspaperin napsauttamalla alla olevaa DOI-linkkiä lainattujen lähteiden luettelossa}
Lähteet)
Cui et ai. 2018. Hypersonic I:n muotoiset aerodynaamiset konfiguraatiot. Tiede Kiina Fysiikka, mekaniikka ja tähtitiede. 61(2). https://doi.org/10.1007/s11433-017-9117-8
