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未来超高声速飞机什么样?中国提供了一个绝妙的创意

未来超高声速飞机什么样?中国提供了一个绝妙的创意
2018-09-10 11:22:03 《兵工科技》

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图注:WU-14高超声速武器想象图

图注:WU-14高超声速武器想象图

中科院力学所崔凯研究员团队近期在《中国科学:物理学力学天文学》期刊上发表的一篇论文,论文中提出了一种新型高超音速飞行器布局,可同时满足高升阻比、高升力系数和高容积率的‘三高’需求,为未来高超音速飞机的设计开辟了一条新途径。

那么,这个方案有何重要意义呢?

目前世界上各国大力发展的高超声其实都是导弹,这个领域的技术已经比较成熟了,目前美国的X-51A和行WU-14高超声速武器就是典型代表,但对于高超声速飞机,基本上还是一片空白,只有美国提出了SR-72高超声速侦察机的发展计划。此了军用之外,高超声速客机在未来也具有很大的发展潜力,虽然美国波音和欧洲也都提出了高超声速客机的发展规划,但是也都只是停留在纸面上。

因为高超声速飞机的技术要比导弹困难的多,除了面临超燃冲压发动机、先进材料等众多难题,还要解决高效率的超超高速飞机气动布局的方案。因为在高超音速飞行条件下,强烈的激波和摩擦阻力会导致飞行器的升阻比提升十分困难。由于各项性能相互制约,现有飞行器布局很难同时达到“三高”的需求。因此,无法沿用常规飞机的外形布局,必须另辟蹊径,设计一种全新的飞机布局。

目前纵观欧美高超声速飞机的设计概念图,还都没有突破传统飞机布局的窠臼,无非是将飞机拉长一些,以减小阻力。而崔凯研究团队的布局方案则完全是颠覆性的,他们基于原创的“高压捕获翼”概念,提出了轴向投影类似于英文字母“I”的新型布局,通过在传统布局上方增加额外的升力面来捕获高压气流,产生高升力,并大幅提高飞行器的升阻比,进而有效缓解容积率与上述气动参数间的矛盾关系。

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