Kina har framgångsrikt testat ett hypersoniskt jetplan som kan minska restiden med nästan en sjundedel.
Kina har designat och testat ett ultrasnabbt flygplan som kan uppnå hypersonisk hastigheter i intervallet Mach 5 till Mach 7, vilket är ungefär än 3,800 5,370 till 1 XNUMX miles per timme. Hyperljudshastigheter är "super" överljudshastigheter (som är Mach XNUMX och högre). Forskare från den kinesiska vetenskapsakademin, Peking har framgångsrikt testat sitt "I Plane" (som liknar huvudstaden "I" vid sett framifrån och även har en "I"-formad skugga när den flyger) inuti en vindtunnel vid dessa hastigheter och de uppger att en sådan hypersonisk plan skulle bara behöva ett "par timmar" för att resa från Peking till New York när ett kommersiellt flygbolag för närvarande tar minst 14 timmar att täcka denna sträcka på 6,824 737 miles. Jämfört med det befintliga flygplanet, Boeing 25, var I-planets lyftkraft ungefär 737 procent, dvs om ett 20-flygplan hade en förmåga att transportera upp till 200 ton, eller 5 passagerare, kunde I-planet av samma storlek bära 50 ton eller ungefär XNUMX passagerare. Idén om att ett hypersoniskt plan ska användas som ett kommersialiserat flygplan har funnits ett bra tag och kapplöpningen om att bli den första att använda det har redan börjat.
Denna forskning, publicerad i Vetenskap Kina fysik, mekanik och Astronomi, har satt ämnet hypersoniska flygplan tillbaka i rampljuset. Under testerna och aerodynamiska utvärderingar och experiment, skalade forskare ner modellen av planet inuti en specialdesignad vindtunnel. Man såg att vingarna på I Plane fungerar bra tillsammans för att minska turbulens och motstånd samtidigt som planets totala lyftkapacitet ökar kontinuerligt. Lyftet i flygplansterminologi hänvisas till den mekaniska aerodynamiska kraften som direkt motverkar den totala vikten av ett flygplan och därmed håller flygplanet i luften. Detta lyft genereras av varje del av flygplanet, till exempel i de flesta kommersiella flygplan genereras detta lyft enbart av dess vingar. Ett flygplans lyftkapacitet är mycket viktigt för att hålla det stadigt i luften. Och drag och turbulens (orsakad av värme, jetström, flygande över berg etc) är i grunden de aerodynamiska krafter som motverkar och flygplans rörelse i luften. Så den centrala idén är att upprätthålla ett högt och stadigt lyft och minska luftmotståndet och effekterna av turbulens. Författarna pressade till och med modellplanen till sju gånger ljudets hastighet (343 meter per sekund, eller 767 miles per timme) och till deras glädje levererade den konsekvent prestanda, med hög lyftkraft och lågt motstånd. Flygplanets design inkluderade lägre vingar som sträcker sig från mitten av flygkroppen som ett par omfamnande armar. Och en tredje platt, fladdermusformad vinge sträcker sig under tiden över flygplanets baksida. Tack vare denna design samverkar det dubbla lagret av vingar för att minska turbulens och motstånd vid extremt höga hastigheter samtidigt som flygplanets totala lyftkapacitet ökar.
Stora länder inklusive Kina och USA håller också på att utvecklas hypersonisk vapen och ett hypersoniskt fordon som skulle kunna stämmas av militären som ett försvarssystem. Detta är mycket konfidentiellt och för att inte säga mycket diskutabelt på grund av de oförutsedda gränserna sådana hypersoniska enheter kan uppnå. Kina siktar också på ett framtida hypersoniskt plan som kommer att innehålla en vindtunnel som kan producera hastigheter på upp till Mach 36, vilket gör det till det snabbaste någonsin. Det här kan vara en spelomvandlare och all denna utveckling skakar verkligen om saker och ting i det hypersoniska forskarsamhället.
Tekniska utmaningar
Denna studie, genom sin aerodynamiska design, har framgångsrikt tagit itu med de problem som tidigare hypersoniska flygplansmodeller ställdes inför, men den verkliga framgången skulle uppnås genom att flytta den vidare från konceptstadiet till ett verkligt stadium. Tidigare kända hypersoniska fordon som har utvecklats världen över har fastnat i experimentstadiet på grund av de olika tekniska utmaningar som har funnits och faktiskt fortfarande finns. Till exempel kommer alla flygplan som färdas i hypersonisk hastighet att generera enorm värme (möjligen överstigande 1,000 XNUMX grader Celsius) och denna värme kommer att behöva antingen isoleras eller spridas effektivt, annars kan det visa sig vara ödesdigert för maskinen och dess bärare. Detta problem har åtgärdats på lämpligt sätt många gånger genom att använda värmebeständiga material och även ett inbyggt vätskekylningssystem för att driva ut värmen – men allt detta är tekniskt bevisat först i experimentstadiet. Dessa tester måste flyttas från vindtunneln till ett öppet fält (dvs experimentell uppställning till en verklig miljö). Ändå är detta en spännande studie och den kan bana vägen för framtiden för hypersonisk teknologi.
***
{Du kan läsa den ursprungliga forskningsartikeln genom att klicka på DOI-länken nedan i listan över citerade källor}
Källa (er)
Cui et al. 2018. Hypersonic I-formade aerodynamiska konfigurationer. Vetenskap Kina Fysik, mekanik och astronomi. 61(2). https://doi.org/10.1007/s11433-017-9117-8
