超級(jí)高鐵不易高超音速客機(jī)先行
2016-05-23
各種高超音速客機(jī)設(shè)計(jì)圖。
協(xié)和式客機(jī)。
科技前沿
音速7.5倍引擎試驗(yàn)成功若成功應(yīng)用倫敦2小時(shí)飛到悉尼
就在“超級(jí)高鐵”實(shí)驗(yàn)的新聞撩動(dòng)大家對(duì)高速交通運(yùn)輸?shù)南胂笾畷r(shí)，專家指出實(shí)驗(yàn)只是“將火箭推進(jìn)器在軌道上開動(dòng)”，每小時(shí)640公里的速度是火箭推進(jìn)器速度，并非高鐵速度，“超級(jí)高鐵”設(shè)想“距離現(xiàn)實(shí)還非常遙遠(yuǎn)”。
相比之下，高超音速客機(jī)正朝著實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)邁出了一大步——速度達(dá)到馬赫7.5（7.5倍音速）的飛行引擎近日在澳大利亞沙漠試驗(yàn)成功，如果使用該技術(shù)的新型客機(jī)正式服役，倫敦到悉尼的飛行時(shí)間將縮短到2小時(shí)。（天樂）
廣州日?qǐng)?bào)訊當(dāng)?shù)貢r(shí)間17日，美國(guó)和澳大利亞軍事合作團(tuán)隊(duì)在澳大利亞西部沙漠基地成功試驗(yàn)速度達(dá)到馬赫7.5，即7.5倍音速的超強(qiáng)引擎。
目標(biāo)：穩(wěn)定7.5倍音速
試驗(yàn)中，團(tuán)隊(duì)用固體火箭搭載7馬赫超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，在火箭再入大氣層一定高度、一定馬赫數(shù)之后，發(fā)動(dòng)機(jī)開始工作，最終達(dá)到278千米的飛行高度和7.5倍音速的速度。
據(jù)報(bào)道，這次試驗(yàn)是美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室和澳大利亞國(guó)防科學(xué)技術(shù)部合作開展的“國(guó)際性高超聲速飛行試驗(yàn)項(xiàng)目”（縮寫為HIFiRE項(xiàng)目）系列試驗(yàn)中的最新一次試驗(yàn)。類似的試驗(yàn)自2006年年底開始進(jìn)行，已在澳大利亞和挪威的試驗(yàn)基地進(jìn)行多次，旨在研究超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)在高超聲速飛行器以及空間飛行器上的應(yīng)用。HIFiRE項(xiàng)目每次試驗(yàn)使用不同的飛行器，每架飛行器都有一次主要實(shí)驗(yàn)以及一組其他試驗(yàn)，每組飛行次數(shù)多達(dá)4～5次。
據(jù)報(bào)道，這款7馬赫超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)未來(lái)還要進(jìn)行9次測(cè)試，科學(xué)家們的目標(biāo)是令其飛行速度穩(wěn)定達(dá)到7.5倍音速。這速度可比傳奇的協(xié)和式客機(jī)要快得多，而且已經(jīng)大幅超越了此前對(duì)“高超音速旅行”的定義，通常認(rèn)為，超過(guò)5馬赫的速度為“高超音速”。在這種速度下，幾小時(shí)內(nèi)就能到達(dá)全球任何一個(gè)角落。
多個(gè)大牌公司加入研制
這次成功的試驗(yàn)令科學(xué)家們對(duì)高超音速技術(shù)的民用未來(lái)又增添了一份信心?！案叱羲偌夹g(shù)能改變航空的游戲規(guī)則，給全球航空旅行帶來(lái)革命。”HIFiRE項(xiàng)目澳大利亞首席科學(xué)家塞林斯基說(shuō)。
以悉尼到倫敦的航程為例，該航程距離17000千米，目前民航飛行時(shí)間一般超過(guò)20小時(shí)，若新技術(shù)得以應(yīng)用，飛行時(shí)間將縮短至2小時(shí)。而相距5571千米的倫敦到紐約航程，應(yīng)用新技術(shù)后僅需35分鐘。
這個(gè)仿似科幻情節(jié)的預(yù)想，在眾多大牌公司的加入下，正變得越來(lái)越可行。目前，許多航空航天公司都加入到了HIFiRE項(xiàng)目中來(lái)，除了美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室和澳大利亞國(guó)防科學(xué)技術(shù)部，還包括航空巨頭波音公司和大名鼎鼎的洛克希德馬丁公司。
報(bào)道稱，7馬赫超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)將在明年進(jìn)行下一項(xiàng)測(cè)試，測(cè)試涉及超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)與火箭助推器分離并自我飛行。
超高音速飛行器研究前沿
美國(guó)X-51/Skreemr
2013年5月，美國(guó)軍方對(duì)高超音速飛行器X-51乘波者進(jìn)行了第四次試飛，X-51從美國(guó)B-52轟炸機(jī)的翼下掛架發(fā)射，爬升到15240米高空后加速到6音速，飛行近5分鐘，飛行距離達(dá)到370公里，燃料耗盡后落入了太平洋。美國(guó)希望這種技術(shù)最終能運(yùn)用到民用載人飛機(jī)上。
美國(guó)同時(shí)還在研發(fā)的是一個(gè)名為Skreemr的概念客機(jī)，據(jù)稱速度能夠超過(guò)10馬赫。
英國(guó)摩天客機(jī)
英國(guó)ReactionEngines公司正在研制的摩天客機(jī)長(zhǎng)度達(dá)276英尺，將和普通飛機(jī)一樣在地面上水平起飛?？蜋C(jī)利用全新的預(yù)冷器技術(shù)，空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)后，可以在0.1秒內(nèi)將溫度降低1000攝氏度。
與目前的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)相比，這種能力將使飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)以更高的推力運(yùn)行，足以讓飛機(jī)以5馬赫，即5倍音速的速度飛行，飛機(jī)將在2019年試飛。
查爾斯·龐巴迪AntiPode
設(shè)計(jì)師查爾斯·龐巴迪的最新概念噴氣客機(jī)AntiPode設(shè)想利用電磁軌道炮系統(tǒng)以10馬赫的速度將飛機(jī)發(fā)射升空，再用超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)飛機(jī)。
AntiPode預(yù)計(jì)速度能夠達(dá)到24馬赫，比協(xié)和式客機(jī)快12倍，能夠搭載10名乘客在一小時(shí)內(nèi)到高達(dá)20000千米高空，從倫敦飛往紐約只需要11分鐘。
協(xié)和，曾經(jīng)的超驕傲
至今僅有兩種超音速客機(jī)曾經(jīng)批量生產(chǎn)并投入商業(yè)營(yíng)運(yùn)，分別為英國(guó)、法國(guó)聯(lián)合研制的協(xié)和式客機(jī)，以及前蘇聯(lián)的圖-144。
協(xié)和式客機(jī)1976年投入運(yùn)營(yíng)，能夠在15000米的高空以2.02倍音速巡航，從巴黎飛到紐約只需約3小時(shí)20分鐘，比普通民航客機(jī)節(jié)省超過(guò)一半時(shí)間。1996年2月7日，協(xié)和式客機(jī)從倫敦飛抵紐約僅耗時(shí)2小時(shí)52分鐘59秒，創(chuàng)下了航班飛行的最快紀(jì)錄。
曾幾何時(shí)，乘坐協(xié)和式客機(jī)進(jìn)行跨越大西洋的超音速之旅，是西方名流彰顯身份的熱門方式。然而，2000年7月25日，協(xié)和班機(jī)AF4590失事，113人喪命，此后協(xié)和式客機(jī)遭棄。2003年10月24日，協(xié)和式客機(jī)在執(zhí)行最后一次飛行后全部退役。
一直以來(lái)，嚴(yán)重噪音、龐大的研發(fā)和生產(chǎn)成本支出、高油耗等因素始終制約著超音速客機(jī)的發(fā)展。
