@ 2016.02.04 , 11:20

超音速喷气机:从纽约到伦敦仅需11分钟

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想象一架10座的私人喷气机:它使用火箭助推器起飞,在12千米高空处脱离助推器,然后启动超音速引擎加速至24马赫(2万千米/小时)。11分钟后,你便从纽约抵达伦敦了。这便是加拿大发明家及工程师Charles Bombardier所提出的下一代喷气机概念:Antipode。

几个月前,他刚刚公布了“Skreemr”的设计。这是一架四翼的超音速燃烧冲压喷气发动机,它能承载75名乘客,速度可达10马赫——音速的10倍、现有协和客机速度的5倍。它的能量源自于液态氧的燃烧,但并不像传统推进系统一样将液态氧放置于舱内,而是从通过飞机的大气层中提取氧气。这意味着飞机的重量大大减轻,从而变得更快。

然而,为了正常运作、压缩氧气、无需活动部件,超音速燃烧冲压喷气发动机需要飞得比音速快,约达4马赫——目前为止,没有任何客机达到此速度,协和客机最多达到2马赫。说实话,甚至连NASA也没能成功研制出可靠的超音速燃烧冲压喷气发动机系统,更别提2万千米/小时的速度该多令人不适了。

不过,Bombardier认为他可以解决该系统存在的一个问题,确保在超音速飞行的过程中,飞机的机翼和机首不会过热。他表示,Joseph Hazeltine(怀尔工程师、国防部RIAC前部长)联系了他,并提出一种新颖的航空动力学现象“长穿透流模态”。

是不是又跟不上了?Bombardier所说的东西其实很简单。

首先,Skreemr使用电磁轨道炮系统起飞,但Antipode用连接在机翼的双胞胎火箭助推器起飞。一旦喷气机抵达12千米高空、速度达5马赫(已然是超音速),火箭助推器就会脱离并返回基地。随后,舱内计算机将会启动超音速冲压喷机发动机,飞机将加速至24马赫。好了,严重的过热问题来了。Bombardier表示,他将通过安置空气喷口进行降温。机首的喷嘴将会输送一些超音速流动的空气,产生一种空气反气流,引发“长穿透流模态”,反过来导致表面温度的下降、冲击波和噪音的减少。

不幸的是,“长穿透流模态”最好运用于火箭这样的航天器上(暴露表面积越少越好),而Antipode的巨大机翼并不怎么理想,Bombardier也承认这点。因此,这玩意儿并不会很快出现在现实生活中,不过有人不断提出疯狂想法总是好的嘛。

本文译自 sciencealert,由译者 蛋花 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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