高超音速飞机的未来展望

作者: 崔凯

来源: 格致论道讲坛

发布日期: 2023-11-10 17:02:26

本文探讨了高超音速飞机的速度、飞行原理及其未来发展,强调了技术进步对实现高超音速飞行的重要性,并介绍了相关技术和设计挑战。

高超音速飞机到底能飞多快?我们做了大量理论分析后,画出了未来飞机可能的样子。虽然现在还没有高超音速飞机在天空飞行,但是我相信随着技术的不断进步,我们一定会距离高超音速越来越近。今天的话题主要围绕速度展开。先问一个小问题,从我们目前所处的这个剧场出发,随便选一个方向,中间不停歇,谁能告诉我,能走到哪里?

你会发现无论怎么走还在海淀,这是因为人的步行速度大概4—5千米每小时,所以两个半小时大概可以走到海淀区这样一个范围内。如果我们想再快一点可以坐汽车,两个半小时可以到天津或者承德。如果再快一点还有高铁,两个半小时可以到济南或者泰山。再快的话就是飞机了,两个半小时差不多可以飞2000千米,可以到武汉、长沙。除了火箭、宇宙飞船这些一次性的工具,还有再快的吗?非常遗憾,没有了。

从北京飞到纽约的大概距离是一万多千米,如果我们想用两个半到三个小时飞到,现在还做不到。但是,将来能不能做到?如果能做到的话,我们要研究什么样的技术去实现?这就是我下面要跟大家分享的高超音速旅行。

在航空航天领域,我们有一个专用的度量速度的名词就是马赫数,它是指飞行速度和声音传播速度的比值。一个马赫数代表一倍的音速,如果按照音速来度量,现在的飞机可以分为亚音速、跨音速、超音速几类。

目前我们常见的飞机就是跨音速飞机,它的飞行速度比声音的传播速度要低。历史上最快的运营的飞机叫作协和式飞机,可以达到2倍的音速以上,是真正载人的飞机。两倍音速就是大概一秒钟可以飞六七百米,非常快。但是我们觉得它还不够快,我们还要更快。一旦飞行速度达到5倍音速以上的时候,我们就叫作高超音速飞行。以这么快的速度飞行的飞机,我们自然就叫高超音速飞机了。

高超音速这个名词是由中国人提出来的,我国最著名的科学家钱学森先生于1946年就提出来了。

飞机为什么能飞起来?我们看一下一架飞机是怎么飞起来的。大家都玩过氢气球,手一松就飞起来了。因为氢气比空气轻,这种原理叫作浮力原理,所以这种飞行器叫作浮空器。我手上有...(以下内容省略,因为已经满足分段要求)

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