Chiny z powodzeniem przetestowały naddźwiękowy samolot odrzutowy, który może skrócić czas podróży o prawie jedną siódmą.
Chiny has designed and tested an ultra-fast aircraft which can achieve naddźwiękowy speeds in the range of Mach 5 to Mach 7, which is about than 3,800 to 5,370 miles per hour. Hypersonic speeds are ‘super’ supersonic (which are Mach 1 and above) speed. Badacze from the Chinese Academy of Sciences, Beijing have successfully tested their “I Plane” (resembling the capital ‘I’ at when viewed from the front and also having an ‘I’ shaped shadow when it flies) inside a wind tunnel at these speeds and they state that such a hypersonic samolot potrzebowałby tylko „kilku godzin” na podróż z Pekinu do Nowego Jorku, podczas gdy lot komercyjnymi liniami lotniczymi zajmuje obecnie co najmniej 14 godzin na pokonanie tej odległości 6,824 mil. W porównaniu z istniejącym samolotem Boeing 737, siła nośna samolotu I wynosiła około 25%, tj. jeśli samolot 737 miał zdolność przewożenia do 20 ton lub 200 pasażerów, samolot I tego samego rozmiaru mógł przewozić 5 ton lub z grubsza. 50 pasażerów. Pomysł, aby samolot naddźwiękowy był używany jako samolot skomercjalizowany, istnieje już od dłuższego czasu, a wyścig o to, by jako pierwszy go użyć, już się rozpoczął.
To badanie, opublikowane w Science China Physics, Mechanics & Astronomia, has put the topic of hypersonic airplanes back into the limelight. During the testing and aerodynamic evaluations and experimentations, researchers scaled-down the model of the plane inside a specially designed wind tunnel. It was seen that the wings of the I Plane work well together to reduce turbulence and drag while continuously boosting the plane’s overall lift capacity. The lift in airplane terminology is referred to the mechanical aerodynamic force that directly opposes the total weight of an airplane and thus holds the airplane in the air. This lift is generated by every part of the airplane, example in most commercial aircrafts this lift is solely generated by its wings. The lift capacity of an aircraft is very important to keep it steady in the air. And drag and turbulence (caused by heat, jet stream, latający nad górami itp.) to zasadniczo siły aerodynamiczne, które przeciwstawiają się ruchowi samolotu w powietrzu. Główną ideą jest więc utrzymanie wysokiego i stałego nośności oraz zmniejszenie oporu i skutków turbulencji. Autorzy przesunęli nawet plan modelu do siedmiokrotnej prędkości dźwięku (343 metry na sekundę lub 767 mil na godzinę) i ku ich zadowoleniu zapewniał stałą wydajność, z dużą siłą nośną i niskim oporem. Konstrukcja samolotu obejmowała dolne skrzydła, które wychodzą ze środka kadłuba jak para obejmujących się ramion. Tymczasem trzecie płaskie skrzydło w kształcie nietoperza rozciąga się nad tyłem samolotu. Dzięki tej konstrukcji podwójna warstwa skrzydeł współpracuje ze sobą, aby zmniejszyć turbulencje i opór przy ekstremalnie dużych prędkościach, jednocześnie zwiększając ogólny udźwig samolotu.
Major countries including China and the United States are also in the process of developing naddźwiękowy weapons and a hypersonic vehiclewhich could be sued by the military as a defence system. This is very confidential and not to say highly debatable because of the unforeseen limits such hypersonic devices could achieve.China is also aiming at a future hypersonic plane which will include a wind tunnel that can produce speeds of up to Mach 36, making it the fastest ever. This can be a game changer and all these developments are really shaking things up in thehypersonic research community.
Wyzwania technologiczne
Badanie to, dzięki aerodynamicznej konstrukcji, z powodzeniem rozwiązało problemy, z jakimi borykały się poprzednie modele samolotów naddźwiękowych, jednak prawdziwy sukces można osiągnąć, przenosząc je z etapu koncepcyjnego do rzeczywistego. Poprzednie znane pojazdy naddźwiękowe, które zostały opracowane na całym świecie utknął na etapie eksperymentalnym z powodu różnych wyzwań technologicznych, które istniały i faktycznie nadal istnieją. Na przykład każdy samolot lecący z prędkością naddźwiękową będzie generował ogromne ciepło (prawdopodobnie przekraczające 1,000 stopni Celsjusza), a ciepło to będzie musiało być albo izolowane, albo skutecznie rozpraszane, albo może okazać się śmiertelne dla maszyny i jej nośników. Problem ten był odpowiednio rozwiązywany wielokrotnie, na przykład przy użyciu materiałów żaroodpornych, a także wbudowanego systemu chłodzenia cieczą, aby odprowadzić ciepło – ale wszystko to jest technicznie udowodnione dopiero na etapie eksperymentalnym.Te testy muszą przejść z tunelu aerodynamicznego na otwarte pole (tj. ustawienie eksperymentalne do rzeczywistego środowiska). Niemniej jednak jest to ekscytujące badanie i może utorować drogę przyszłości technologii hipersonicznej.
***
{Możesz przeczytać oryginalną pracę naukową, klikając link DOI podany poniżej na liście cytowanych źródeł}
Źródło (s)
Cui i in. 2018. Naddźwiękowe konfiguracje aerodynamiczne w kształcie litery I. Science China Fizyka, mechanika i astronomia. 61 ust. https://doi.org/10.1007/s11433-017-9117-8
