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【推荐】英国研发超音速太空飞机伦敦到悉尼仅需4小时

发布时间:2023年01月16日    点击:[1]人次

当地时间9月24日,英国航天局在2019年英国航天会议上宣布,它将在一项名为“世界第一座太空桥”的协议中与澳大利亚航天局展开更紧密合作。如果他们研发的超音速“太空飞机”投入使用,那么预计到2030年,伦敦到悉尼的飞行时间将缩短80%,仅需4小时。

据CNN报道,超音速“太空飞机”的关键是将使用“合成喷气式火箭发动机”(SABRE),它由英国反应发动机公司(Reaction Engines)负责研发。英国宇航局局长格雷厄姆·特诺克(Graham Turnock)表示,这是一项绝对可以实现的技术。据悉,SABRE发动机将喷气发动机的高燃油效率与火箭的强动力和高速度结合在一起,可使飞机从静止状态达到5倍音速以上,再转换为火箭模式进入轨道。SABRE发动机将大大降低发射成本。

据报道,英国反应发动机公司在过去4年中获得了超过1.3亿英镑(约11亿人民币)的资金,并获得重要行业参与者(如BAE系统、劳斯莱斯和波音HorizonX)的投资。该公司正在英国的白金汉郡建设测试设施,这将是SABER发动机首个地面演示地点。

超音速飞行技术迎来突破,乘坐超音速飞机,伦敦飞纽约只需三小时

英国超音速发动机公司Reaction Engines正在研发协同吸气式火箭发动机,旨在将飞机的飞行速度提升至5倍音速。

飞机要超音速飞行,遇到的主要问题有两个:一个是音障,另一个是音爆。

首先说说音障。音障是怎样产生的呢?原来当飞行器的速度接近音速时,将会逐渐追上自己发出的声波,而声波实际上是一波一波被压缩的空气。此时,由于飞行器的速度接近音速,前面一波一波叠加的被压缩空气还没有来得及前行,于是形成压强、密度比较大的区域,这将增加对飞行器的阻力,俗称为音障。

音障除了会使飞行速度不能提高之外,也会使飞行器的操纵性能变坏,甚至出现解体的现象。但这个问题随着科技的发展,都逐步得到了解决。飞行速度不能提高,进一步加大飞行器的功率,就可突破音障;操纵性能也可以不断提高;飞机不结实,就想法对飞机容易出问题的部位进行改造,并用更好的材料来建造。所以超音速飞机并非造不出来,现在各国的战斗机都可以超音速飞行。

再来说说音爆。这可是个大麻烦,音爆与音障产生的原因一样,都是飞行速度太快了,不断超过自己飞行时所产生的声波。比如,飞行器在远处先发出的噪音刚传到我们这里,飞行器就到了,又发出了噪音,两股噪音合在一起,再加上飞行器飞过后发出的噪音与陆续到达的之前发出的噪音,合成持续不断的巨大噪音。这谁能受得了?并且这是一种自然现象,人力是很难解决的。

音爆的杀伤力极强。

其实,早在2018年,美国航空航天局(NASA)与洛克希德·马丁公司共同研制的X-59超音速技术验证机,已经在以制造各种传奇飞行器而闻名的臭鼬工厂开工。

报道称,被称为“协和之子”的X-59计划于2021年底交付,它可以在1.6万米高空以接近两倍音速巡航。臭鼬工厂飞行演示项目经理彼得·约瑟菲迪斯表示,“该项目的开始,标志着安静的超音速商业旅行将迎来巨大飞跃”。

据介绍,NASA为X-59项目提供了高达2.47亿美元的资金,这架技术验证机的体积并不大,仅与现有F-16战斗机相当,但它最大的特点是超音速飞行突破音障时不会产生巨大的噪音。

彼得·约瑟菲迪斯透露,“X-59长而细的机体设计是实现低音爆的关键”。NASA提供的设计图显示,X-59采用与“协和号”相似的长尖机头和后掠机翼。NASA阿姆斯特朗飞行研究中心航空航天工程师艾德·海林表示:“X-59在超音速飞行时,机体多个部位仍会产生多个冲击波,但精心设计的机体将保证这些冲击波不会叠加在一起,防止出现强大的音爆。”

X-59长28.65米,翼展9米,最大起飞重量14.7吨,装备一台F414-GE-400涡扇发动机,该型发动机还用在美国海军F/A-18E/F“超级大黄蜂”之上。

报道称,X-59超音速飞行时的噪音将降低到分贝,地面上的人们听到的只是一声像汽车关门那种“砰”的声音。为了确保能够达到大多数人都认为合适的噪音水平,NASA在德克萨斯州使用F / A-18大黄蜂飞机进行测试,约500名当地居民负责记录X59飞过时的噪音水平。这些测试数据将用于制订商业超音速噪声标准,从而改变美国禁止在陆地上空超音速飞行的现行法规。

英国《飞行国际》站称,一旦该技术得以成功验证,未来的新型超音速客机从伦敦飞往纽约只需要3小时,而现在这条航线需要花费8小时。

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