超级高铁不易高超音速客机先行
2016-05-23
各种高超音速客机设计图。
协和式客机。
科技前沿
音速7.5倍引擎试验成功若成功应用伦敦2小时飞到悉尼
就在“超级高铁”实验的新闻撩动大家对高速交通运输的想象之时,专家指出实验只是“将火箭推进器在轨道上开动”,每小时640公里的速度是火箭推进器速度,并非高铁速度,“超级高铁”设想“距离现实还非常遥远”。
相比之下,高超音速客机正朝着实现这一目标迈出了一大步——速度达到马赫7.5(7.5倍音速)的飞行引擎近日在澳大利亚沙漠试验成功,如果使用该技术的新型客机正式服役,伦敦到悉尼的飞行时间将缩短到2小时。(天乐)
广州日报讯当地时间17日,美国和澳大利亚军事合作团队在澳大利亚西部沙漠基地成功试验速度达到马赫7.5,即7.5倍音速的超强引擎。
目标:稳定7.5倍音速
试验中,团队用固体火箭搭载7马赫超燃冲压发动机,在火箭再入大气层一定高度、一定马赫数之后,发动机开始工作,最终达到278千米的飞行高度和7.5倍音速的速度。
据报道,这次试验是美国空军研究实验室和澳大利亚国防科学技术部合作开展的“国际性高超声速飞行试验项目”(缩写为HIFiRE项目)系列试验中的最新一次试验。类似的试验自2006年年底开始进行,已在澳大利亚和挪威的试验基地进行多次,旨在研究超燃冲压发动机在高超声速飞行器以及空间飞行器上的应用。HIFiRE项目每次试验使用不同的飞行器,每架飞行器都有一次主要实验以及一组其他试验,每组飞行次数多达4~5次。
据报道,这款7马赫超燃冲压发动机未来还要进行9次测试,科学家们的目标是令其飞行速度稳定达到7.5倍音速。这速度可比传奇的协和式客机要快得多,而且已经大幅超越了此前对“高超音速旅行”的定义,通常认为,超过5马赫的速度为“高超音速”。在这种速度下,几小时内就能到达全球任何一个角落。
多个大牌公司加入研制
这次成功的试验令科学家们对高超音速技术的民用未来又增添了一份信心。“高超音速技术能改变航空的游戏规则,给全球航空旅行带来革命。”HIFiRE项目澳大利亚首席科学家塞林斯基说。
以悉尼到伦敦的航程为例,该航程距离17000千米,目前民航飞行时间一般超过20小时,若新技术得以应用,飞行时间将缩短至2小时。而相距5571千米的伦敦到纽约航程,应用新技术后仅需35分钟。
这个仿似科幻情节的预想,在众多大牌公司的加入下,正变得越来越可行。目前,许多航空航天公司都加入到了HIFiRE项目中来,除了美国空军研究实验室和澳大利亚国防科学技术部,还包括航空巨头波音公司和大名鼎鼎的洛克希德马丁公司。
报道称,7马赫超燃冲压发动机将在明年进行下一项测试,测试涉及超燃冲压发动机与火箭助推器分离并自我飞行。
超高音速飞行器研究前沿
美国X-51/Skreemr
2013年5月,美国军方对高超音速飞行器X-51乘波者进行了第四次试飞,X-51从美国B-52轰炸机的翼下挂架发射,爬升到15240米高空后加速到6音速,飞行近5分钟,飞行距离达到370公里,燃料耗尽后落入了太平洋。美国希望这种技术最终能运用到民用载人飞机上。
美国同时还在研发的是一个名为Skreemr的概念客机,据称速度能够超过10马赫。
英国摩天客机
英国ReactionEngines公司正在研制的摩天客机长度达276英尺,将和普通飞机一样在地面上水平起飞。客机利用全新的预冷器技术,空气进入发动机系统后,可以在0.1秒内将温度降低1000摄氏度。
与目前的飞机发动机相比,这种能力将使飞机发动机以更高的推力运行,足以让飞机以5马赫,即5倍音速的速度飞行,飞机将在2019年试飞。
查尔斯·庞巴迪AntiPode
设计师查尔斯·庞巴迪的最新概念喷气客机AntiPode设想利用电磁轨道炮系统以10马赫的速度将飞机发射升空,再用超燃冲压发动机推进飞机。
AntiPode预计速度能够达到24马赫,比协和式客机快12倍,能够搭载10名乘客在一小时内到高达20000千米高空,从伦敦飞往纽约只需要11分钟。
协和,曾经的超骄傲
至今仅有两种超音速客机曾经批量生产并投入商业营运,分别为英国、法国联合研制的协和式客机,以及前苏联的图-144。
协和式客机1976年投入运营,能够在15000米的高空以2.02倍音速巡航,从巴黎飞到纽约只需约3小时20分钟,比普通民航客机节省超过一半时间。1996年2月7日,协和式客机从伦敦飞抵纽约仅耗时2小时52分钟59秒,创下了航班飞行的最快纪录。
曾几何时,乘坐协和式客机进行跨越大西洋的超音速之旅,是西方名流彰显身份的热门方式。然而,2000年7月25日,协和班机AF4590失事,113人丧命,此后协和式客机遭弃。2003年10月24日,协和式客机在执行最后一次飞行后全部退役。
一直以来,严重噪音、庞大的研发和生产成本支出、高油耗等因素始终制约着超音速客机的发展。