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美極超音速偵察機 6小時環遊世界(組圖)

2013-11-30 11:19 桌面版 简体 0
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美國洛克希德-馬丁公司的工程師正在研製標制性的‘黑鳥’遠端偵察機SR-71的繼任者SR-72,速度可達到6馬赫,相當於每小時4567英里(約合每小時7350公里)。同樣的技術也可用於製造客機。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。

【看中國2013年11月30日訊】以至少5倍於音速的飛行一直是一個帶有科幻色彩的夢想,但隨著相關技術的不斷進步,這個夢想正在照進現實。現在,美國洛克希德-馬丁公司的工程師正在研製標誌性的‘黑鳥’遠端偵察機SR-71的繼任者SR-72,速度可達到6馬赫,相當於每小時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小時內環遊世界

據新浪網引述國外媒體報導,‘黑鳥’曾憑藉3馬赫的速度創造飛行速度記錄。在設計上,SR-72的速度是SR-71的兩倍,可達到每小時4567英里(約合每小時7350公里)。協和式飛機的速度可達到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到8萬英尺左右(約合2.4萬公尺),能夠在6小時內環遊世界,可以充當一個重要的作戰武器。憑藉驚人的速度,任何武器都無法將其擊落,任何移動的軍事目標也無法逃脫它的追捕。

‘黑鳥之子’的外皮採用鈦晶,包裹著碳纖維,用於抵禦高速飛行時產生的巨大摩擦熱量。對於‘黑鳥之子’這樣的極超音速飛機,很多科學家和航空業專家不免產生這樣一個疑問,即能否採用相同的技術研製民用客機,讓乘客只需花費很少的時間便可前往世界上的任何地區?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驗外,基本上沒有什麼實質性進展。造成這一結果的主要原因在於:研製極超音速飛機所需的資金是一個驚人數字,此外還要面對技術方面的種種挑戰。

洛克希德-馬丁公司宣布研製‘黑鳥之子’後,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障礙,也就是所謂的飛機推進系統的‘推進缺口’。傳統的噴氣渦輪發動機能夠讓飛機的速度達到2.5馬赫,超音速衝壓噴氣發動機雖然能夠讓飛機達到更快的速度,但只有在飛行速度超過3.5馬赫之後才能發揮作用。所謂的‘推進缺口’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計的發動機能夠解決這個問題,能夠讓飛機的速度從零一直加速到6馬赫。

面臨各種挑戰

史丹佛大學航空工程學系高級講師、極超音速飛行專家菲利普·阿特克里夫指出:‘這是一項重大進步。他們讓事情實現了簡單化。這項技術的問世對人類具有重要意義。這種飛機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實。很多技術和裝置只能首先由政府和企業研發和設計,而後才是航空公司購買。’

阿特克里夫認為如果資金到位的話,研製極超音速客機並非一種不可能。不過,這種客機至少要等到2030年才能問世。毫無疑問,研製6馬赫極超音速客機所要面臨的挑戰遠遠超過研製體積相當於噴氣戰鬥機的偵察機。極超音速客機在高速穿過地球大氣層過程中會產生可怕的高溫,因此在設計上需要採取措施保護乘客免遭高溫侵害。

協和式飛機的速度之所以不能超過2馬赫的主要原因就在於上世紀60年代尚未出現能夠抵禦飛行產生的高溫的材料。現在,相關技術已經取得很大進步,讓研製‘黑鳥之子’這樣的極超音速飛機成為一種可能。‘黑鳥之子’採用所謂的‘溫暖結構’,溫度會升高,而不是像覆蓋太空梭的瓷瓦一樣反射熱量。

除了高溫外,飛行過程中產生的噪音也是一個必須考慮的問題。由於產生音爆——由超音速飛行時產生的衝擊波所致——協和式飛機不准在陸地上空進行超音速飛行。專家們表示,如果一架噴氣式客機以6馬赫的速度在大約3萬英尺(約合9100公尺)的高度飛行,所產生的音爆足以摧毀建築物。

高度需達到7.6萬公尺

我們需要多長時間才能在天空中看到極超音速客機的身影?這個問題不免讓人聯想到兒童電視劇集《雷鳥神機隊》中的情節。在其中的一集,國際救援隊不得不面對極超音速客機‘火閃’(Fireflash)上的一枚炸彈。阿特克里夫在接受採訪時也提到了這一集的《雷鳥神機隊》。他說:‘這一集在1964年拍攝,對極超音速客機的描寫真實可信。劇中,「火閃」以6馬赫的速度從倫敦飛往東京。客機從最初的加速和最後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7.6萬公尺)左右,仍處在地球大氣層內。阿特克里夫認為這是極超音速客機的一個理想飛行高度。這一高度能夠有效減少飛行產生的溫度,因為25萬英尺的大氣層較薄並且溫度較低。在加壓機艙內,極超音速客機的乘客將獲得與乘坐普通客機略有不同的飛行體驗。極超音速客機大約需要23分鐘加速到6馬赫的速度,起飛時的速度略快於普通客機。為了抵禦熱量,極超音速客機可能不會有任何窗戶,包括駕駛艙在內,飛行員只能藉助電腦駕駛飛機。

安全性最受關注

對於時速接近5000英里(約合每小時8000公里)的極超音速客機,乘客們最關心的莫過於安全性。服役期間,協和式飛機只發生過一次重大事故,但這場事故卻是災難性的。這場事故發生於2000年,當時法國航空公司的一架協和式超音速客機在從巴黎的跑道上起飛時撞到一塊碎片,升空後不久便燃起大火,最後墜毀,機上109人全部遇難。阿特克里夫警告稱:‘無論出現何種故障,事態都會迅速惡化,引發可怕的災難。如果飛機外皮被物體刺穿,在高速飛行情況下,整個機身會迅速崩潰和解體。’

航空業專家指出極超音速旅行是一個未知領域。在重返地球大氣層過程中,太空梭經受的與極超音速客機相當的高溫只有短短几分鐘。極超音速客機的機票價格將取決於能夠搭載多少乘客。所能搭載的人數越多,極超音速客機投入商業運營的可行性越大。協和式飛機只能搭載100人,但這一人數因上世紀60年代的技術所致。專家們表示極超音速客機沒有任何理由不讓乘客人數達到300人。對於傳統噴氣式客機而言,這一人數不值一提。

在外形設計上,極超音速客機也不可能像協和式飛機一樣圓潤。阿特克里夫表示極超音速客機的機翼將進一步與機身融為一體,外形應該是‘短粗胖’以應對巨大的氣壓。英國航空公司前協和式客機首席飛行員喬克·羅威多年來一再表示極超音速客機只是一個夢想。現在,他仍然堅持自己的觀點。羅威說:‘我知道設計和製造協和式飛機遭遇怎樣的難度。研製任何體積超過小型偵察機的極超音速客機都不具有可行性。’

羅威指出極超音速客機的維護同樣是一個令人敬畏的問題。他說:‘想像一下,太空梭剛剛完成一小時的飛行後又再次起飛。’不過,航空業並不認同羅威的觀點。現在,波音公司也在進行極超音速飛行研究,將其稱之為‘現代曲速’,很有點向《星際爭霸戰》致敬的味道。維多利亞時代的人認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的速度將達到這一速度的150倍,不知道他們會作何感想?


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維珍銀河表示他們研製用於太空游的‘太空船二號’(SS2)可以改造成噴氣式客機,從倫敦飛往雪梨只需要兩個小時。這種客機依靠軌道中的引力而不是發動機達到驚人的速度。

 


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