高超音速飞行器呼之欲出
2013-04-29范韬
自然与科技 2013年5期
关键词:发动机
范韬
制造五倍音速的飞行器可谓困难重重,但研究人员却在对此不断探索。
“高超音速”是个专业术语,指超过5倍音速的速度。5倍音速又被称为5马赫,相当于海平面每小时6200公里或高海拔每小时5300公里的速度(在高海拔位置,气温低、空气稀薄,声音传播速度也很慢)。
与洲际导弹不同,这种高超音速飞行器完全不是基于火箭技术。火箭自身需要携带包括氧气在内的燃料,以便在真空空间燃烧燃料。由于燃料很重,所以火箭只能进行短时间的垂直飞行,以进入外层空间。因此,工程师们正在构想一种飞行器,它必须重量轻,能以空气为氧化剂,不需携带额外氧化剂,并且飞行方式和普通喷气飞机一样,速度可以和火箭匹敌——这就是构想中的高超音速飞行器。
飞行器在大气层以高超音速飞行,会带来诸多好处。首先,它不受现存弹道导弹条约的限制;其次,可以躲避拦截,如果目标移动,它也能随之改变轨道;第三,利用高超音速飞行器,人们飞入大气层高端位置的成本也随之下降,这项技术有助于降低军用或民用设备进入外太空的成本。
虽然有着种种好处,这种飞行器发动机的构造却与现有客机和战斗机使用的涡扇或涡轮喷气发动机非常不同。现有飞机的速度很少能超过2马赫(2倍音速),如果超过这个速度,喷气发动机的旋转叶片就不能将进气口的空气速度减慢至亚音速,这将使喷气发动机无法正常燃烧燃料。如果要进一步提升飞行器的速度,工程师只能设计一种没有运动部件的喷气发动机,于是,一种被称为冲压喷气发动机的新型发动机被设计了出来。……
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