Kina har vellykket testet et hypersonisk jetfly som kan redusere reisetiden med nesten en syvendedel.
Kina har designet og testet et ultraraskt fly som kan oppnå Hypersonic hastigheter i området Mach 5 til Mach 7, som er omtrent enn 3,800 til 5,370 miles per time. Hypersoniske hastigheter er "super" supersoniske (som er Mach 1 og høyere) hastighet. Forskere fra det kinesiske vitenskapsakademiet, Beijing har testet "I Plane" deres (som ligner hovedstaden "jeg" ved sett forfra og har også en "I"-formet skygge når den flyr) inne i en vindtunnel med disse hastighetene og de sier at en slik hypersonisk fly ville bare trenge et "par timer" for å reise fra Beijing til New York når en kommersiell flyreise for tiden tar minimum 14 timer å dekke denne avstanden på 6,824 miles. Sammenlignet med det eksisterende flyet, Boeing 737, var I-planets løftehøyde omtrent 25 prosent, dvs. hvis et 737-fly hadde en evne til å frakte opptil 20 tonn, eller 200 passasjerer, kunne I-flyet av samme størrelse frakte 5 tonn eller ca. 50 passasjerer. Ideen om et hypersonisk fly som skal brukes som et kommersialisert fly har eksistert en stund, og kappløpet om å være den første som bruker det har allerede startet.
Denne forskningen, publisert i Vitenskap Kina fysikk, mekanikk og Astronomi, har satt temaet hypersoniske fly tilbake i rampelyset. Under testing og aerodynamiske evalueringer og eksperimenter, skalert forskere ned modellen av flyet inne i en spesialdesignet vindtunnel. Det ble sett at vingene til I Plane fungerer godt sammen for å redusere turbulens og luftmotstand, samtidig som den øker flyets totale løftekapasitet. Løftet i flyterminologi er referert til den mekaniske aerodynamiske kraften som direkte motsetter den totale vekten av et fly og dermed holder flyet i luften. Dette løftet genereres av hver del av flyet, for eksempel i de fleste kommersielle fly genereres dette løftet utelukkende av vingene. Løftekapasiteten til et fly er svært viktig for å holde det stødig i luften. Og luftmotstand og turbulens (forårsaket av varme, jetstrøm, flying over fjell etc) er i utgangspunktet de aerodynamiske kreftene som motsetter seg og flyets bevegelse i luften. Så den sentrale ideen er å opprettholde en høy og jevn løft og redusere luftmotstand og effekten av turbulens. Forfatterne presset til og med modellplanen til syv ganger lydhastigheten (343 meter per sekund, eller 767 miles per time), og til deres glede leverte den jevn ytelse, med høy løft og lavt luftmotstand. Utformingen av flyet inkluderte lavere vinger som strekker seg ut fra midten av flykroppen som et par omsluttende armer. Og en tredje flat, flaggermus-formet vinge strekker seg i mellomtiden over baksiden av flyet. Derfor, på grunn av denne designen, jobber det doble laget av vinger sammen for å redusere turbulens og luftmotstand når det er i ekstremt høye hastigheter, samtidig som det øker flyets samlede løftekapasitet.
Store land inkludert Kina og USA er også i ferd med å utvikle seg Hypersonic våpen og et hypersonisk kjøretøy som kan saksøkes av militæret som et forsvarssystem. Dette er svært konfidensielt og for ikke å si svært diskutabelt på grunn av de uforutsette grensene slike hypersoniske enheter kan oppnå. Kina sikter også mot et fremtidig hypersonisk fly som vil inkludere en vindtunnel som kan produsere hastigheter på opptil Mach 36, noe som gjør det til det raskeste noen gang. Dette kan være en game changer, og all denne utviklingen ryster virkelig opp ting i det hypersoniske forskningsmiljøet.
Teknologiske utfordringer
Denne studien, gjennom sin aerodynamiske design, har med hell adressert problemene som ble møtt med tidligere hypersoniske flymodeller, men den virkelige suksessen ville oppnås ved å flytte den videre fra det konseptuelle stadiet til et ekte. Tidligere kjente hypersoniske kjøretøyer som har blitt utviklet verden over har blitt sittende fast på det eksperimentelle stadiet på grunn av de ulike teknologiske utfordringene som har eksistert og faktisk fortsatt eksisterer. For eksempel vil ethvert fly som reiser med hypersonisk hastighet generere enorm varme (muligens over 1,000 grader Celsius), og denne varmen må enten isoleres eller spres effektivt, ellers kan det vise seg å være dødelig for maskinen og dens transportører. Dette problemet har blitt løst på passende måte mange ganger, for eksempel ved å bruke varmebestandige materialer og også et innebygd væskekjølingssystem for å skyve varmen ut – men alt dette er teknisk bevist først på eksperimentelt stadium. Disse testene må flyttes fra vindtunnelen til et åpent felt (dvs. eksperimentelt oppsett til et virkelig miljø). Ikke desto mindre er dette en spennende studie og den kan bane veien for fremtiden for hypersonisk teknologi.
***
{Du kan lese den originale forskningsoppgaven ved å klikke på DOI-lenken nedenfor i listen over siterte kilder}
Source (s)
Cui et al. 2018. Hypersoniske I-formede aerodynamiske konfigurasjoner. Vitenskap Kina Fysikk, mekanikk og astronomi. 61(2). https://doi.org/10.1007/s11433-017-9117-8
