全球第一!中科院測試了一種高超音速機型,解決了速度與載荷之間的矛盾,但有一個問題出現(xiàn)了,這種機型的氣動布局竟然是矛盾的,種花家竟然第一次看不懂這種布局了! 24年12月10日,中科院科學文化公眾號格致論道講壇上發(fā)表了一篇關于高超音速的解決方案,創(chuàng)造性的解決了高超音速飛行器的修長身材造成的內部空間比過小與要求大載荷比之間的矛盾! 高超音速飛行器大家都有一些了解,基本都是小展弦比機型,白話一點描述就是機身很長,寬度很窄,機翼三角形甚至是僅有尾部一點機翼,原因也很簡單,這樣的機身阻力小,容易達到超音速乃至高超音速。 大載荷飛行器都是平直翼,或者后掠角比較小的機型,比如美軍的C-17,中國的Y-20都是這副德行,因為平直翼和后掠角比較小的氣動布局展弦比大,升力大,當然阻力也大,但是運輸機要多高的速度?載重才是最重要的。 不過中科院這次測試的高超音速機型卻開創(chuàng)性的一并解決了這兩個問題,機身使用內部空間大結構,這種狀態(tài)下如果還用比較小的翼型會導致升力不足!如果機翼長在機身上需要一個很大的面積才能維持足夠的升力,大機翼阻力又偏大,那么怎么來處理這種矛盾的要求呢? 中科院研究團隊考慮了一個辦法,在機翼尾部上方增加了一個機翼,這里設置機翼,可以用最小的面積獲得最大的升力,為什么呢?因為氣流在經(jīng)過機身上方后會沿著機身沖向尾部,原本這些都是沒啥用的氣流,但在這里設置一個機翼后會在機翼的作用下折向側后方! 這就會出現(xiàn)一個一團“上升氣流”托住飛行器的那種效果,這要比所謂的下單翼、中單翼或者上單翼效果要好得多,這樣的效果會有一個很好的結果,也就是所以更小的展弦比實現(xiàn)最大的升力,展弦比減小后阻力也會降低,這就是這種氣動布局的最主要作用。 可能有很多網(wǎng)友都會對這種氣動布局感興趣,這個就是高超音速氣動布局中新秀HCW高壓捕獲翼,其實也不算新秀,在滑翔高超音速這種要求不高的氣動布局里完全用不到這種模式,但在載人以及運輸型為目的的高超音速飛行器,那就必須考慮用機翼來替身下載荷的比例,畢竟高超音速的成本還是相當高的,好不容易飛一趟,怎么也得掙個饅頭包子錢是吧! 中科院團隊的這個氣動布局已經(jīng)用縮比模型在探空火箭上測試了,取得的數(shù)據(jù)表明這個數(shù)翼型布局相當牛逼,給出的數(shù)據(jù)非常炸裂,當然大家想要看到這種飛行器還得等等,因為氣動布局解決了之后還要在更大一點的模型上驗證,然后再全尺寸裝機驗證。 全尺寸裝機驗證可以用火箭來推進,但后期一定會上吸氣式高超音速發(fā)動機,這個又是另一個研究方向了,有機沒發(fā)動機肯定是一個問題,不過好在是我們的吸氣式高超音速發(fā)動機研究相當牛逼,估計等氣動布局完成了,發(fā)動機也應該差不多了!最后提一下:高壓捕獲翼(High-Pressure Capturing Wing,簡稱HCW)的研究最早起源于中國??梢哉J為中國是最早開展高壓捕獲翼研究的國家之一,且最早的研究文獻也出現(xiàn)在2013年。 |
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