从北京到纽约,仅需1小时?(2)
2023-04-27 来源:飞速影视
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如何实现亚轨道高超音速飞行?
要想进行亚轨道高超音速飞行,就需要打造一种全新的飞行器,能在空气稀薄的亚轨道上飞行。
亚轨道的高度从30公里到100公里,这是目前航空领域一个未被开发的高度,传统的民用航班巡航高度是10公里,也只有一些用于军用的特殊航空器能够在这个高度上飞行。
亚轨道高度正是具备了空气稀薄这个特点,可大大降低航空器的飞行阻力,那么飞行器的速度也就增加了,可达到5马赫以上。但问题也随之而来,稀薄的空气无法支持现役的航空发动机,只能专门研发针对亚轨道高度飞行的动力系统。
其中一种动力叫做吸气式超燃冲压发动机,进气流速超过音速,因此可以达到更高的飞行速度。根据相关研究成果,超燃冲压发动机能产生净推力,在马赫数6至8的时候,比传统的亚音速燃烧冲压发动机效率更高。
研发超燃冲压发动机会受到各种极端技术挑战,比如风洞设施、材料、技术瓶颈等等。如果使用火箭发动机在亚轨道上飞行,理论上也能达到高马赫数,但需要携带更多的燃料,而吸气式发动机使用稀薄的空气就能支持燃烧,不需要携带氧化剂。
因此,吸气式超燃冲压发动机是亚轨道长距离飞行的核心动力之一,需要投入更多的人力和物力进行研发。
当前民用客机设计的大方向已经圈定,即飞行高度1万米和高亚音速巡航,这就决定了洲际航班之间的时间不可能变得更短。
英法两国曾经研发和服役过协和式客机,飞行速度为2.2马赫,用于跨大西洋航班运行。在同等距离上,飞行时间要比高亚音速巡航的客机缩短一倍,但问题也比较突出,比如运营成本较高,每飞行1.2万小时需要进行10个月的大修,每修一次就要花费1000万美元,还有盈利能力比亚音速客机要低。
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