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在由中科院和湖南卫视联合制作的《以先辈之名 立时代新功》系列宣传片中,出现了国产“MD”宽域飞行器进行返场试飞的高清画面。
一架“双尾蝎”大型无人机挂载了一款名为MD-19的飞行器,在飞到比云层还要高得多的高度上,释放了MD-19飞行器,然后由后者转入自主飞行和返场。宣传片内容证实,这款宽域飞行器在6年时间内完成了9次试飞任务,特别是“成功完成了全球首次临近空间发射航空器试验,实现跨域机动飞行和安全返回”。
2022年珠海航展上,MD-22模型就曾首次公开亮相。当时数据:长约10.8米,翼展近4.5米,空重1吨,最大起飞重量4吨,速度最快可达7马赫,而最大航程为8000公里。根据公开资料,MD家族的主体研发单位是中国科学院力学研究所,这个家族有亚轨道飞行能力,属于临近空间飞行器,是当下最先进的空间运载器之一。视频显示,它们除了从TB-001“双尾蝎”无人机投放外,也能从高空气球上投放。这些无人机的设计与2022年在珠海航展上出现的MD-22高超音速试验平台有关。稠密大气层一般认为有三四十公里厚。现役战斗机一般最大飞行高度,也就是实用升限指标,绝大部分都在20公里的稠密大气层以内。MD家族实用升限即飞行高度指标,2022年,MD-22露面的时候,被认为具备一定的亚轨道飞行能力,而亚轨道通常指距地面20-100公里的空域。可以认为,MD既可以在稠密大气层内飞行,同时也可以在亚轨道飞行。MD采用小翼展。机翼向后缩,靠近后机身,大机翼后掠角,针对高超声速飞行,兼顾突破音障和热障。双侧倾垂直尾翼、三角翼设计,有副翼。翼展小,但比起火箭或者导弹,还是有较大面积,则主要针对稠密大气层内部的飞行。明显使用各种性质的气动安定面。配备可伸缩的三点式起落架,可以从常规跑道降落。当然,是否具备完整的起飞能力尚在疑问中。目前的实验是通过第三方空投进而启动主发动机的形式进行的。有分析认为MD-22可能采用1台吸气式主发动机+2具火箭发动机的配置。吸气式发动机,到底是冲压还是超燃冲压发动机?未来还有什么可能?这些就不好说了。研究飞行问题,经常要用到飞行速度与声速的比值。奥地利物理学家恩斯特·马赫在相关研究方面贡献很大,后人为纪念他,就把这一比值叫做马赫数。但是,大气湿度、温度及密度等因素,都会影响到声速的大小。也就是说声速大致分布在一定区间内,并不是一个固定值。比如,气温每升高1°C,声速就会增加0.607米/秒。我们经常说的声速,是假定在海平面高度、气温15°C的条件下,此时音速约为340米/秒,合1224公里/小时。 广告 “高超”,是大家对高超声速飞行器约定俗成的简称,通常是指飞行马赫数大于5的飞行器。说明飞行速度是声速的5倍。目前常见的“高超”,包括高超声速导弹(巡航或滑翔)、有人或无人驾驶的高超声速飞行器,以及空天飞行器,MD家族应该是最后这种。在2019年国庆阅兵中出现的东风17导弹就是一种高超声速飞行器高超声速飞行器再入大气层时,因强烈的气动加热作用,机体结构温度会迅速上升,结构的力学性能也会跟着发生改变,部件内部及相邻位置可能会积攒热量,产生热应力,甚至会在极端高热的状态下出现热变形。而机体结构变形后,围绕机体的空气流场也就变了,带动机体温度分布情况也会跟着改变,因此总的情况会变得更加复杂。高超声速飞行器结构表面和内部温度非常高,不同部件部位可能温差很大,瞬间的温度变化也非常剧烈,可能会出现热颤振问题。除了气动力、气动热外,高强噪声也会降低飞行器的材料、结构的寿命。工作环境十分苛刻,同时考虑在稠密大气层内外的飞行。涉及空气动力学、热学、力学、声学、材料学……在飞行过程中会不断“挤压”空气,也就是对空气“用力”做功,从而使空气温度剧烈上升,升温后的空气反过来又加热了飞行器。这就是我们常说的气动热。此外,高超声速飞行器还要面临高强噪声、氧化、振动等,而这些因素是综合作用在一起的,也就是我们常说的“耦合”。比如,高超声速飞行器在大气层内高速飞行时,头锥由于气流加热,表面温度可达到1600 ℃,同时噪声量级可达到175分贝以上,这是典型的高温、高噪声。除此之外,飞行器还需要承受较大的气动压力和过载。飞行环境在大气层内外切换,带来了严峻挑战,会导致材料性能退化,结构强度很可能遭到破坏,一旦出事,严重威胁飞行安全,影响任务的达成。美国研发HTV-2高超声速飞行器,两次试飞都失败了,都是由于热防护结构强度失效导致的。所以,设计和研制高超声速飞行器是非常不容易的事情。21世纪空天科技的新制高点。速度快、突防能力强、隐蔽性好、反应时间短等优点,可以实现高空侦察、高速突防、远程精确打击,具有重大战略价值。如果把相关技术应用到民用领域,还可能极大缩短洲际飞行的时间,让乘客做到当天往返于全球任何两点之间。在军民用航空航天领域具备重大应用前景。没暖气也不怕冷的“秘密武器”!珊瑚绒家居服,亲肤舒适暖暖哒~点击下图购买厚度适中,无论是北方还是南方都适用,穿在身上更暖和!点击下图购买