Čína úspěšně otestovala hypersonické proudové letadlo, které by mohlo zkrátit dobu cestování téměř o jednu sedminu.
Čína navrhla a otestovala ultrarychlé letadlo, které může dosáhnout nadzvukový rychlosti v rozsahu 5 až 7 Mach, což je asi 3,800 5,370 až 1 XNUMX mil za hodinu. Hypersonické rychlosti jsou „super“ nadzvukové rychlosti (což jsou Mach XNUMX a vyšší). Výzkumníci od Čínské akademie věd v Pekingu úspěšně otestovali své letadlo „I“ (připomínající velké „I“ při pohledu zepředu a mající také stín ve tvaru „I“, když letí) v aerodynamickém tunelu při těchto rychlostech a uvádějí, že takový hypersonický rovina by potřeboval jen „pár hodin“ na cestu z Pekingu do New Yorku, když let komerční letecké společnosti v současnosti trvá minimálně 14 hodin, než urazí tuto vzdálenost 6,824 737 mil. Ve srovnání se stávajícím letadlem, Boeingem 25, byl vztlak letadla I zhruba 737 procent, tj. pokud mělo letadlo 20 schopnost přepravit až 200 tun nebo 5 cestujících, letadlo I stejné velikosti mohlo unést 50 tun nebo zhruba XNUMX cestujících. Myšlenka využití hypersonického letadla jako komerčně využitého letadla existuje již nějakou dobu a závod o to, kdo jej použije jako první, již začal.
Tento výzkum, publikovaný v Věda Čína Fyzika, mechanika a Astronomie, vrátil téma hypersonických letadel do centra pozornosti. Během testování a aerodynamických hodnocení a experimentů výzkumníci zmenšili model letadla ve speciálně navrženém aerodynamickém tunelu. Bylo vidět, že křídla letadla I dobře spolupracují, aby se snížila turbulence a odpor vzduchu a zároveň se neustále zvýšila celková vztlaková kapacita letadla. Vztlak je v letecké terminologii označován jako mechanická aerodynamická síla, která přímo působí proti celkové hmotnosti letadla, a tak drží letadlo ve vzduchu. Tento vztlak je generován každou částí letadla, například u většiny komerčních letadel je tento vztlak generován výhradně jeho křídly. Vztlaková kapacita letadla je velmi důležitá pro udržení jeho stability ve vzduchu. A odpor a turbulence (způsobené teplem, tryskovým proudem, letící přes hory atd.) jsou v podstatě aerodynamické síly, které jsou protichůdné, a pohyb letadla ve vzduchu. Ústřední myšlenkou je tedy udržet vysoký a stabilní zdvih a snížit odpor vzduchu a účinky turbulence. Autoři dokonce posunuli plán modelu na sedminásobek rychlosti zvuku (343 metrů za sekundu, neboli 767 mil za hodinu) a k jejich radosti poskytoval konzistentní výkon s vysokým zdvihem a nízkým odporem. Konstrukce letounu zahrnovala spodní křídla, která vyčnívala ze středu trupu jako dvojice objímajících ramen. A třetí ploché křídlo ve tvaru netopýra se mezitím táhne přes zadní část letadla. Díky této konstrukci tedy dvojitá vrstva křídel spolupracuje na snížení turbulencí a odporu při extrémně vysokých rychlostech a zároveň zvyšuje celkovou vztlakovou kapacitu letadla.
Velké země včetně Číny a Spojených států jsou také v procesu rozvoje nadzvukový zbraně a hypersonické vozidlo, které by mohla armáda žalovat jako obranný systém. To je velmi důvěrné a neříkám, že vysoce diskutabilní kvůli nepředvídaným limitům, kterých by taková hypersonická zařízení mohla dosáhnout. Čína se také zaměřuje na budoucí hypersonické letadlo, které bude zahrnovat aerodynamický tunel, který dokáže produkovat rychlosti až 36 Machů, což z něj udělá nejrychlejší vůbec. To může změnit hru a celý tento vývoj skutečně otřásá věcmi v hyperpersonické výzkumné komunitě.
Technologické výzvy
Tato studie se díky svému aerodynamickému designu úspěšně vypořádala s problémy, kterým čelily předchozí modely hypersonických letadel, avšak skutečného úspěchu by bylo dosaženo posunutím z koncepční fáze do fáze skutečné. Předchozí známá hypersonická vozidla, která byla vyvinuta na celém světě uvízly ve fázi experimentu kvůli různým technologickým výzvám, které existovaly a ve skutečnosti stále existují. Například každé letadlo pohybující se nadzvukovou rychlostí bude generovat obrovské teplo (možná překračující 1,000 stupňů Celsia) a toto teplo bude muset být buď izolováno nebo účinně rozptýleno, jinak by se mohlo stát pro stroj a jeho nosiče fatální. Tento problém byl mnohokrát vhodně vyřešen například použitím tepelně odolných materiálů a také vestavěným systémem chlazení kapalinou pro vytlačení tepla ven – ale to vše je technicky prokázáno pouze ve fázi experimentu. Tyto testy je třeba přesunout z aerodynamického tunelu do otevřeného pole (tj. experimentální nastavení do reálného prostředí). Nicméně je to vzrušující studie a mohla by připravit cestu pro budoucnost hypersonické technologie.
***
{Původní výzkumný dokument si můžete přečíst kliknutím na odkaz DOI uvedený níže v seznamu citovaných zdrojů}
Zdroje)
Cui a kol. 2018. Hypersonické aerodynamické konfigurace ve tvaru I. Věda Čína Fyzika, mechanika a astronomie. 61(2). https://doi.org/10.1007/s11433-017-9117-8
