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美研制極超音速偵察機(jī)
    日期:2013/12/11

據(jù)國外媒體報(bào)道,以至少5倍于音速的飛行一直是一個帶有科幻色彩的夢想,但隨著相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步,這個夢想正在照進(jìn)現(xiàn)實(shí),F(xiàn)在,美國洛克希德-馬丁公司的工程師正在研制標(biāo)志性的“黑鳥”遠(yuǎn)程偵察機(jī)SR-71的繼任者SR-72,速度可達(dá)到6馬赫,相當(dāng)于每小時4567英里(約合每小時7350公里)。如果以這一速度飛行,從紐約飛往倫敦只需要不到一個小時。
 



  6小時內(nèi)環(huán)游世界


  “黑鳥”曾憑借3馬赫的速度創(chuàng)造飛行速度紀(jì)錄。在設(shè)計(jì)上,SR-72的速度是SR-71的兩倍,可達(dá)到每小時4567英里(約合每小時7350公里)。協(xié)和式飛機(jī)的速度可達(dá)到2馬赫,只有SR-72的三分之一。 SR-72被形象地稱之為“黑鳥之子”。它的飛行高度可以達(dá)到8萬英尺左右(約合2.4萬米),能夠在6小時內(nèi)環(huán)游世界,可以充當(dāng)一個重要的作戰(zhàn)武器。憑借驚人的速度,任何武器都無法將其擊落,任何移動的軍事目標(biāo)也無法逃脫它的追捕。


  “黑鳥之子”的外皮采用鈦晶,包裹著碳纖維,用于抵御高速飛行時產(chǎn)生的巨大摩擦熱量。對于“黑鳥之子”這樣的極超音速飛機(jī),很多科學(xué)家和航空業(yè)專家不免產(chǎn)生這樣一個疑問,即能否采用相同的技術(shù)研制民用客機(jī),讓乘客只需花費(fèi)很少的時間便可前往世界上的任何地區(qū)?多年來,飛行狂熱者一直在討論極超音速旅行,但除了一些短命的實(shí)驗(yàn)外,基本上沒有什么實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。造成這一結(jié)果的主要原因在于:研制極超音速飛機(jī)所需的資金是一個驚人數(shù)字,此外還要面對技術(shù)方面的種種挑戰(zhàn)。


  洛克希德-馬丁公司宣布研制“黑鳥之子”后,航空專家陷入興奮之中。洛克希德-馬丁公司稱他們攻克了一個最大的技術(shù)障礙,也就是所謂的飛機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)的“推進(jìn)缺口”。傳統(tǒng)的噴氣渦輪發(fā)動機(jī)能夠讓飛機(jī)的速度達(dá)到2.5馬赫,超音速沖壓噴氣發(fā)動機(jī)雖然能夠讓飛機(jī)達(dá)到更快的速度,但只有在飛行速度超過3.5馬赫之后才能發(fā)揮作用。所謂的“推進(jìn)缺口”就是較低速度到較高速度之間的差距。洛克希德-馬丁公司表示他們設(shè)計(jì)的發(fā)動機(jī)能夠解決這個問題,能夠讓飛機(jī)的速度從零一直加速到6馬赫。


  面臨各種挑戰(zhàn)


  斯坦福大學(xué)航空工程學(xué)系高級講師、極超音速飛行專家菲利普-阿特克里夫指出:“這是一項(xiàng)重大進(jìn)步。他們讓事情實(shí)現(xiàn)了簡單化。這項(xiàng)技術(shù)的問世對人類具有重要意義。這種飛機(jī)將讓我們生活的世界變的更小。不過,這一夢想不可能在一夜之間成為現(xiàn)實(shí)。很多技術(shù)和裝置只能首先由政府和企業(yè)研發(fā)和設(shè)計(jì),而后才是航空公司購買!


  阿特克里夫認(rèn)為如果資金到位的話,研制極超音速客機(jī)并非一種不可能。不過,這種客機(jī)至少要等到2030年才能問世。毫無疑問,研制6馬赫極超音速客機(jī)所要面臨的挑戰(zhàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過研制體積相當(dāng)于噴氣戰(zhàn)斗機(jī)的偵察機(jī)。極超音速客機(jī)在高速穿過地球大氣層過程中會產(chǎn)生可怕的高溫,因此在設(shè)計(jì)上需要采取措施保護(hù)乘客免遭高溫侵害。


  協(xié)和式飛機(jī)的速度之所以不能超過2馬赫的主要原因就在于上世紀(jì)60年代尚未出現(xiàn)能夠抵御飛行產(chǎn)生的高溫的材料,F(xiàn)在,相關(guān)技術(shù)已經(jīng)取得很大進(jìn)步,讓研制“黑鳥之子”這樣的極超音速飛機(jī)成為一種可能!昂邙B之子”采用所謂的“溫暖結(jié)構(gòu)”,溫度會升高,而不是像覆蓋航天飛機(jī)的瓷瓦一樣反射熱量。


  除了高溫外,飛行過程中產(chǎn)生的噪音也是一個必須考慮的問題。由于產(chǎn)生音爆——由超音速飛行時產(chǎn)生的沖擊波所致——協(xié)和式飛機(jī)不準(zhǔn)在陸地上空進(jìn)行超音速飛行。專家們表示,如果一架噴氣式客機(jī)以6馬赫的速度在大約3萬英尺(約合9100米)的高度飛行,所產(chǎn)生的音爆足以摧毀建筑物。


  高度需達(dá)到7.6萬米


  我們需要多長時間才能在天空中看到極超音速客機(jī)的身影?這個問題不免讓人聯(lián)想到兒童電視劇集《雷鳥神機(jī)隊(duì)》中的情節(jié)。在其中的一集,國際救援隊(duì)不得不面對極超音速客機(jī)“火閃”(Fireflash)上的一枚炸彈。阿特克里夫在接受采訪時也提到了這一集的《雷鳥神機(jī)隊(duì)》。他說:“這一集在1964年拍攝,對極超音速客機(jī)的描寫真實(shí)可信。劇中,‘火閃’以6馬赫的速度從倫敦飛往東京。客機(jī)從最初的加速和最后的減速都擁有令人吃驚的精確性。”


  “火閃”的飛行高度在25萬英尺(約合7.6萬米)左右,仍處在地球大氣層內(nèi)。阿特克里夫認(rèn)為這是極超音速客機(jī)的一個理想飛行高度。這一高度能夠有效減少飛行產(chǎn)生的溫度,因?yàn)?5萬英尺的大氣層較薄并且溫度較低。


  在加壓機(jī)艙內(nèi),極超音速客機(jī)的乘客將獲得與乘坐普通客機(jī)略有不同的飛行體驗(yàn)。極超音速客機(jī)大約需要23分鐘加速到6馬赫的速度,起飛時的速度略快于普通客機(jī)。為了抵御熱量,極超音速客機(jī)可能不會有任何窗戶,包括駕駛艙在內(nèi),飛行員只能借助電腦駕駛飛機(jī)。


  安全性最受關(guān)注


  對于時速接近5000英里(約合每小時8000公里)的極超音速客機(jī),乘客們最關(guān)心的莫過于安全性。服役期間,協(xié)和式飛機(jī)只發(fā)生過一次重大事故,但這場事故卻是災(zāi)難性的。這場事故發(fā)生于2000年,當(dāng)時法國航空公司的一架協(xié)和式超音速客機(jī)在從巴黎的跑道上起飛時撞到一塊碎片,升空后不久便燃起大火,最后墜毀,機(jī)上109人全部遇難。阿特克里夫警告稱:“無論出現(xiàn)何種故障,事態(tài)都會迅速惡化,引發(fā)可怕的災(zāi)難。如果飛機(jī)外皮被物體刺穿,在高速飛行情況下,整個機(jī)身會迅速崩潰和解體。”


  航空業(yè)專家指出極超音速旅行是一個未知領(lǐng)域。在重返地球大氣層過程中,航天飛機(jī)經(jīng)受的與極超音速客機(jī)相當(dāng)?shù)母邷刂挥卸潭處追昼姟O超音速客機(jī)的機(jī)票價格將取決于能夠搭載多少乘客。所能搭載的人數(shù)越多,極超音速客機(jī)投入商業(yè)運(yùn)營的可行性越大。協(xié)和式飛機(jī)只能搭載100人,但這一人數(shù)因上世紀(jì)60年代的技術(shù)所致。專家們表示極超音速客機(jī)沒有任何理由不讓乘客人數(shù)達(dá)到300人。對于傳統(tǒng)噴氣式客機(jī)而言,這一人數(shù)不值一提。


  在外形設(shè)計(jì)上,極超音速客機(jī)也不可能像協(xié)和式飛機(jī)一樣圓潤。阿特克里夫表示極超音速客機(jī)的機(jī)翼將進(jìn)一步與機(jī)身融為一體,外形應(yīng)該是“短粗胖”以應(yīng)對巨大的氣壓。英國航空公司前協(xié)和式客機(jī)首席飛行員喬克-羅威多年來一再表示極超音速客機(jī)只是一個夢想。現(xiàn)在,他仍然堅(jiān)持自己的觀點(diǎn)。羅威說:“我知道設(shè)計(jì)和制造協(xié)和式飛機(jī)遭遇怎樣的難度。研制任何體積超過小型偵察機(jī)的極超音速客機(jī)都不具有可行性!


  羅威指出極超音速客機(jī)的維護(hù)同樣是一個令人敬畏的問題。他說:“想像一下,航天飛機(jī)剛剛完成一小時的飛行后又再次起飛!辈贿^,航空業(yè)并不認(rèn)同羅威的觀點(diǎn),F(xiàn)在,波音公司也在進(jìn)行極超音速飛行研究,將其稱之為“現(xiàn)代曲速”,很有點(diǎn)向《星際迷航》致敬的味道。維多利亞時代的人認(rèn)為移動速度超過每小時30英里(約合每小時48公里),人類的身體便會崩潰。如果得知極超音速客機(jī)的速度將達(dá)到這一速度的150倍,不知道他們會作何感想?

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