超音速车,高超音速发动机排名?
1.第一名:超音速推进号:1228km/h

2.第二名:音速之风陆地极速车:3218km/h
3.第三名:寻血猎犬超音速车:1609km/h
4.第四名:美国精神号汽车:1088km/h
5.第五名:推进-2号车:1047.5km/h
6.第六名:绿色怪物:927.8km/h
7.第七名:柴油驱动车JCB Dieselmax汽车:529.1km/h
8.第八名:蓝鸟汽车:648.7km/h
9.第九名:里尔顿蓝鸟车:485km/h
10.第十名:蓝鸟电动汽车:206km/h
拥有世界最大飞机的同温层发射公司为什么将业务转到高超音速试验支持上来?
去年6月,在已故微软联合创始人保罗·艾伦(Paul Allen)去世后一直在缩减“同温层发射(Stratolaunch)”公司活动的“火神(Vulcan)”控股公司将前者以4亿美元的价格挂牌出售,其中包括了2019年刚刚试飞成功的世界上最大飞机——Roc飞机。要知道,光这架飞机的研制和开发成本至少就要2亿美元。接着在去年10月份,有报道称,“火神”公司已经将“同温层发射”出售给了一个匿名买家。现在我们知道,该匿名买家是美国的“地狱犬(Cerberus)”资本管理公司。而“火神”公司和“地狱犬”公司都没有透露最终的成交价格。
图一 完成首飞,顺利降落的世界最大飞机Roc空中发射平台
“同温层发射”公司的所有权更新肯定会造成公司发展方向的变更。与保罗·艾伦的太空梦不同,“地狱犬”公司及其亿万富翁老板史蒂夫·芬伯格(Steve Feinberg)长久以来都以其唯利是图的有争议性形象而著名。
图二 “地狱犬”公司的亿万富翁老板史蒂夫·芬伯格
“地狱犬”资本管理公司是一家私募股权公司,专注于收购遭受严重财务压力而“陷入困境”的或完全破产的实体,期望对它们进行重组后,通过出售或重新上市获利。在过去的20年中,芬伯格的公司直接或通过子公司收购了美国国防承包商DynCorp国际公司,枪械制造商雷明顿(Remington)武器公司和大毒蛇(Bushmaster)武器公司等企业。
稀星天外注:芬伯格本人与美国现任总统及其政府有着密切的联系。自2018年5月以来,他一直担任总统情报咨询委员会主席。“同温层发射”的总裁兼首席执行官吉恩·弗洛伊德(Jean Floyd)于2019年12月早些时候宣布了换了新东家后的公司的新使命。公司之后的主要业务将从空中火箭发射服务转向提供高超音速测试支持服务。近年来商业航天发射市场的竞争者越来越多。虽然“同温层发射”公司的目标市场与SpaceX等传统太空发射公司不同,但其他公司,例如维珍轨道(Virgin Orbit)公司,也在积极探索两级入轨的空中发射概念。这可能是促使“同温层发射”公司新管理层放弃太空发射业务,转向高超音速试验支持的原因之一。
一份研究报告显示,早在一年多前,“同温层发射”公司就开始探索在作为空中发射平台之外,如何将Roc作为发射高超音速研究飞行器的平台。随着公司的新方向转到了高超音速测试服务上来,之前的研究工作变得尤为重要和有价值。
图三 Hyper-Z的艺术家渲染图
2018年9月,在美国航空航天学会的国际空天飞机和高超音速系统与技术会议上,“同温层发射”高超音速部门的资深技术研究员斯蒂芬·科达(Stephen Corda)、主任工程师柯蒂斯·隆戈(Curtis Longo)和公司的工程副总裁扎卡里·克雷沃(Zachary Krevor)共同介绍了Roc空中发射平台在高超音速测试中的潜力。
科达、隆戈和克雷沃在一篇论文中写道,“同温层发射”正在研究的各种空射运载火箭配置都必须在超音速飞行状态下运行。这些空射运载工具与在大气层中加速到高超音速或以高超音速巡航的运载工具需要许多共有的技术。当时,他们透露公司至少在研制两种高超音速飞行器,即Hyper-A和Hyper-Z。
Hyper-A是他们在论文中描述的两种设计中的较小者,它的长度刚好超过8.53米,翼展不到3.5米,最大发射重量约为2722千克。“同温层发射”公司的说明指出它的最高速度大于6马赫。
图四 Hyper-A的简单结构图,以及它和NASA X-43A技术验证机和X-15火箭高超音速试验机的参数比较
稀星天外注:业界对于高超声速的定义是高于5马赫的速度。更大一点的Hyper-Z计划拥有超过10马赫的最高速度。它在尺寸和重量上也会大得多:长25.45米,翼展为9.9米。 它的最大发射重量约为29.45吨,几乎是上世纪60年代美国空军和NASA用于研究高超音速飞行的北美飞机制造公司的X-15火箭动力试验飞机的两倍。
图五 Hyper-Z的结构简图
图六 Hyper-Z的三视图和主要性能参数
根据现有的资料,这两种设计都是无人驾驶的,并由“同温层发射”公司正在开发的液体燃料火箭发动机提供动力。Hyper-A和Hyper-Z都将是可回收和可重复使用的,可以根据飞行路线自动飞行,然后像常规飞机一样在指定地点降落。“同温层发射”还声称,Hyper-A可以直接从地面发射,而无需由Roc带到高空发射。但是,它没有解释这到底是如何实现的。
除了有关Hyper-A和Hyper-Z高超音速试验机的数据外,“同温层发射”还提供了关于Roc空中发射飞机自身性能和能力的最新信息。该飞机的最大起飞总重量接近590吨,可以在位于连接两个独立机身的中央机翼下方的主挂架塔架上携带单个有效载荷。该有效载荷的最大重量可以达到226.8吨。
图七 这张图通过和其他飞机(塞斯纳172、SR-71“黑鸟”、C-5“银河”运输机)或物体(蓝鲸、土星五号火箭,汽车,以及人)比较,让大家对Roc空中发射平台的尺寸有个直观的感受
图八 这张图显示了Roc飞机中央机翼下方巨大的空间可以容纳重达两百多吨的有效载荷
即使达到最大起飞重量,Roc的航程仍然可以达到1852公里(1000海里)。一个典型的飞行过程包括飞到指定的发射空域,然后爬升到所需的高度并达到所需的发射速度,最后向上拉升发射有效载荷。根据“同温层发射”公司的文档,当Roc用于空中发射任务时,典型的发射参数是在9144米(30000英尺)高度以0.63马赫的速度飞行。
从空中发射后,飞行器会自行点火升入近地轨道,执行其任务,例如释放一颗小型卫星。这整个过程通常被称为“两级入轨”。部署Hyper-A或Hyper-Z高超音速测试飞行器的过程大致相同,但它们将始终保持在大气中飞行。
图九 Roc空中发射平台的典型空中发射任务顺序
图十 Rock空中发射平台发射近地轨道飞行器和高超音速飞行器的不同飞行包线
图十一 Hyper-Z最大速度下的任务路径
图十二 Hyper-Z最大高度下的任务路径
图十三 Hyper-A空中发射和地面发射,两种不同发射方式下的任务路径
高超音速测试飞机具有多种应用场景。它可以用作试验新型高速冲压发动机的平台,或者携带小型飞行器或超音速武器的模型,以查看它们在超过5马赫的速度飞行时是如何表现的。用可重复平台来探索新材料或子系统在高速飞行产生的高热量下的表现,也很有价值。
其他有效载荷可能包括在测试过程中收集有价值信息的遥感记录仪和其他传感器,以及将信息近实时地传输给地面人员的数据链路。“同温层发射”公司描述了在Hyper-A和Hyper-Z上携带装有“研究电子设备,系统”的模块化任务舱的可能性。
图十四 这个表显示了研发高超音速飞行器和空中发射火箭所要进行的测试点,可以看到很多都是重复的
目前尚不清楚“同温层发射”公司是否还在进行Hyper-A或Hyper-Z的实际开发工作。因为上述Hyper-A和Hyper-Z项目启动于新东家接手“同温层发射”公司之前。而在2019年1月,就在该公司的工程师发表如何利用Roc空中发射平台进行超音速测试潜力的论文三个月后,该公司宣布将停止其整个专有空中发射太空运载工具系列的工作,包括“黑冰(Black Ice)”可重复使用的空天飞机。目前尚不清楚这是否也影响到了上述两个高超音速研究飞行器的工作。
但是基于“同温层发射”新东家新的公司发展方向——高超音速测试服务,即使Hyper-A和Hyper-Z项目之前被取消,该公司现在也应该已经恢复了它们,或者正在考虑恢复它们。退一万步,即使没有计划制造这两种测试飞行器中的任何一种,这两个研究项目之前的努力和成果,对于该公司从2019年12月开始,将业务重点转移到提供高超音速测试服务上也将是非常有价值的。
图十五 不知道什么时候拍摄的Hyper-Z风洞模型
无论如何,“同温层发射”公司显然对于进入高超音速研究和开发领域充满兴趣。毕竟随着美国军方对该领域的兴趣大增,近年来高超音速的研究和开发领域蓬勃发展、方兴未艾。这一趋势甚至早在保罗·艾伦逝世以及该公司被转手之前就已经出现。
当然,这并不是说“同温层发射”和Roc空中发射平台飞机不会继续关注空中发射目的。长期以来,美国对二级入轨都抱有很大的兴趣。美国政府希望建立一种灵活的,快速反应的近地轨道飞行器发射方式,能够在其太空资产遭到干扰、无效和损毁的情况下,迅速发射替代航天器。
图十六 “同温层发射”公司之前的全系列载荷一览,现在哪些继续、哪些停止不得而知
总而言之,稀星天外认为“同温层发射”的未来还是相当光明的,只是它在多大程度上能够继续已故保罗·艾伦的最初梦想,就不好说了。
上世纪70年代就有超音速客机?
1976年1月21日,两架超音速客机起飞,一架从伦敦,一架从巴黎。速度大约2170公里/小时,速度是音速的二倍,这就是协和客机。协和客机是架超棒的飞机,远远领先它所处的时代,协和客机经过30年的发展,由航空工程师詹姆斯·汉密尔顿爵士领衔,他以设计协和客机三角机翼而闻名。倾斜的鼻翼和超长超薄的机体为整体外观增添特色。
但民众的热情很快就消失了。当一家法航的协和客机在2000年7月起飞后不就坠毁,这件事就像压死骆驼的最后一根稻草。批评者们说协和客机成本太高,而且噪音很大。这并不是技术原因致使其不能工作,而是因为经济成本。简答来说就是票价太高,以至于没多少旅客支付得起,而且几乎每飞一小时需要地面维护22小时,其维修同样需要专业团队。部分原因是需要维护控制飞机,因为高速产生高温。然后就是音爆问题,得突破音障产生犹如打雷般的噪音。在地面上都可以听到巨大的噪音,噪音致使很多国家完全禁止协和客机的陆地航线,这意味着赚钱少了。
2003年秋季,法航连同英航退役其旗下协和机队。17年后,我们仍然未拥有另一款协和客机。是什么阻碍了超音速飞机的发展?航空公司一直致力于解决协和客机面临的挑战,速度、燃油效率和源自音爆的噪音。
波音、洛克希德·马丁和空客均处于不同的发展阶段,以求超音速客机重回市场。在联邦航空局2008年的声明中对超音速飞机技术的兴趣并未消失。如今研发民用超音速飞机的航空公司有两条路选择,私人飞机或者是商业客机。斯洛克航空选择第一条路—私人超音速客机。其设计已经减弱音爆至汽车关门声。要做到这一点需要改变飞机气动外形,包括机体和鼻翼的形状。这种飞机的鼻翼很尖有助于反弹冲击波到空气中而不是到地面。且其光滑无窗机身有利于降低舱内噪音。最后,斯派克基本革新了协和客机闻名的三角机翼为曲柄三角机翼以控制压力波。这是全新的设计,设计者不基于之前已有的模型,而是根据对航空器的知识。飞机必须有机翼、发动机,但其他的机舱完全可以像饥鼻翼一样做的与众不同。
为应对协和客机的温度问题,斯派克制作飞机时使用的复合材料比铝更轻,更耐更高温度。与其从头创建新发动机,斯派克改进现有发动机削减了10到15年的研发周期和潜在数十亿美元的花销。这样一来,斯派克计划以1770千米的较低时速飞行仍快于声速。但足够慢得对付高温、音爆和发动机效率,同时缩短旅客50%的飞行时间。斯派克希望最终以这种方法造出更大的商用客机。超音速音爆公司正在推进方向,这家位于丹佛的公司已经在制造更小的原型机以测试用在更大超音速喷气客机的设计,而且公司从一开始就专注于跨洋旅行,音爆也就不算什么大问题了。速度和效率才是。设计者同样是从最基本的协和式那种三角机翼开始,并且应用了许多创新,通过对机翼进行整形,优化推进力,设计的前奏曲客机不会比今天的飞机更吵闹。浑然一体的无棱角设计是关键,不仅机身由纤维复合材料制成能承受更高温度,机翼也逐渐变薄。有一种飞行定律的原理大概是说你需要将飞机横截面面积从头到位保持连续且平顺,那么机身上探出机翼的部位实际上会更瘦一些。在机翼后的机身会更胖一些,因而很难在飞机任何部位变化,找到直线。整个造型就像光滑流畅的连续形状。一款新型发动机也在研发当中,为的是提升推进力,使得飞机燃油效率得到提升。超音速音爆则决定在将来创造历史,测试其超音速客机XB1。希望在踏足陆地航线前,为跨洋航班铺平道路。
但截至目前,没有任何一家公司制造的超音速喷气飞机进行过飞行测试。同时,各公司都在测试经由传统风洞和现代计算机模拟飞行器,绘图之后被渲染成飞机每一细节和部分的设计,测量从噪音、气流、速度到温度的一切。之后各公司便可为将来测试做调整。设计者预计能在2030年乘坐超音速喷气飞机。只有时间会告诉我们未来的飞行会是什么样,多久能实现。
从两马赫速度飞行的飞机上往后开枪?
在未击发子弹之前,枪和飞机是一致的速度2马赫,因为题目说是往后开枪,也就说与此时的运动方相反,因为子弹未击发前同样也有2马赫的速度向前飞行,当子弹向后击发时因为子弹出膛也有速度,这就等于一辆汽车在高度行使,你向车后扔一样东西,我们看到这样东西根本就跟不上车的速度,所以这样东西被扔后的速度肯定小于被扔之前的速度啦!同理说明子弹出膛后的速度肯定小于出膛前的速度!.
飞机那么快也不会被撕裂?
飞机超音速直线飞行时,人是处在封闭的座舱里的,高速产生的压强被隔离在舱壁之外,所以人不会有特别感觉,有点像做民航客机,但是以这个速度进行转弯,和瞬间的加减速度的话,由于惯性的原因(速度越高惯性越大),坐在里边的人就会受到严重的加速度影响。(头晕,恶心,脑部失血等)至今为止,飞行员最高能较长时间承受不超过9倍重力加速度的冲击。
速度对空气的密度无影响,高度才对密度有影响,打几十年前飞机能飞到万米的高空的时候,飞机就已经开始安装氧气瓶了。。现代作战飞机都有氧气瓶,来解决高空缺氧的问题了。。
最早具备突破音速的第一架飞机就是因为机翼的问题而被撕裂的。现代超音速飞机所有的机翼设计成向后倾斜,就是为了防止在突破音障的时候被撕裂。所以设计外形上已经解决这个问题了。
在战斗机里的驾驶员的感觉,按实际可以理解的情况就是坐过山车那种旋转俯冲的感觉,和坐汽车里被撞的感觉。。。(战斗机飞行员进行战斗动作连续飞行1,2个小时,体重降低1,2公斤都是常事)


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