7倍声速?深度了解中国军工神秘的宽域飞行器

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“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。

除了速度,“高超”为什么还要考虑“热”问题?

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。

MD技术有多难?

难在“宽域”

工作环境十分苛刻,同时考虑在稠密大气层内外的飞行。

难在多学科交叉

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。