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帖子主题:波音高超声速客机概念曝光,秒变下一代轰炸机?

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波音高超声速客机概念曝光,秒变下一代轰炸机?

2018年06月27日 23:18:08 来源:看空天

作者:张亦驰

27日,波音公司首次对外公布了其高超声速客机的概念图。这种飞机能够以超过5马赫的速度飞行,在3小时内完成越洋飞行,理想状况是未来10到20年升空。不过除了巨大的技术问题以外,高额的飞行成本也将妨碍它投入航线运营。不过,根据其曝光的概念图,在其基础上研制改型战略轰炸机技术上非常可行。

美国媒体报道称,这架高超音速客机的飞行速度理论上可以达到5马赫,也就是大约每小时3900英里,是目前普通民航客机的6倍多。这将允许飞机搭载乘客在大约3个小时内从洛杉矶飞往北京上空,从纽约到伦敦的航班可能只需要2个小时。

虽然波音公司展示的只是一个概念,并且在20或30年内可以飞行之前肯定会发生变化,但仍然展示了这种飞机的基本特征。

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波音公司的概念图,很符合一架高速飞机的特征。

为了适应大的飞行速度范围,该机安装了涡轮冲压组合发动机。在起降阶段,波音公司的设计人员设想使用涡扇发动机模式飞行,该涡轮发动机能适应很大飞行速度范围。而在高速时,气流绕过涡轮风扇发动机,并直接进入与加力燃烧室一体化设计的超燃冲压喷气发动机。因为传统引擎的风扇叶片在高速气流冲击下会破裂。当以高超音速行驶时,不需要风扇叶片来压缩空气,飞行器的速度可以做到这一点。冲压发动机可以将飞机推进到5马赫,这个速度足以在3小时内从纽约飞到北京。

除了复杂的动力系统,如何降低阻力、提高升阻比也是高超声速飞机设计的一大难题。而波音的做法是通过增大机翼前缘后掠角来降低机翼阻力,此外大大增加了机身的长细比,而这是降低飞行器超声速阻力的常规做法。另外,该机还使用了双垂尾设计,以让垂尾避开机翼上的低压区,低压气流会妨碍垂尾的作用,降低航向稳定性和转弯效率。

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今年早些时候波音公司公布的未来高超声速无人侦察机概念图,和洛克希德公司的SR-72竞争。

为了让更多的空气引入发动机,机身下部被设计成倾斜的,以便将更多的空气压入发动机。高速气流一旦进入发动机内就会减速,并产生大量的热量。该飞机将需要一个冷却系统来处理这些热量。波音正在研究如何使用液态甲烷等燃料来代替水作为冷却剂。美国《大众机械》称,由于空气摩擦,飞机的蒙皮(可能由钛制成)在飞行期间温度可能高达12000华氏度(即6649摄氏度),看空天认为疑应为1200华氏度,即649摄氏度。这也使得降温成为未来研究的重点。因为机舱内还要乘坐乘客。

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协和客机的最大速度2.04马赫,但还不到波音新型客机速度的一半。

该机在大约95000英尺高度飞行,以降低动压——这是由气流流过表面引起的。如果把手伸出车窗外并改变角度,人们就能感受到气流动压。空气密度是决定动压的关键因素。随着速度的提高,动压也会上升到危险的水平。在30000英尺(约9000米)高度飞行的超音速飞机可能会因为压力过大而解体,但在95000英尺(29000米)处的空气稀薄时,动压大大降低,飞机可以安全飞行。

该机的另外一大改变是,乘客甚至飞行员可以拥有虚拟的窗户而不是物理的窗户,通过摄像头展示外部世界。从这个高度可以看到地球的曲率和黑色的太空。这将是一个不寻常的景色。”

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组合式发动机将是高超声速飞行器的研制关键。

实际上,波音公司首席执行官Dennis Muilenburg去年在巴黎航空展上就曾透露波音正在开展这一研究,当时他表示,在未来一、二十年内会看到它成为现实。但是看空天觉得这未免有些乐观了,开发轻质材料的机身和新发动机将是项目的关键。

另外一个问题是成本。波音在多大程度上愿意在未来20到30年内花费数十亿美元发展超音速客机?如果喷气式飞机建成,那么成本是否足够低,使其成为一架对于航空公司来说有利可图的飞机?据美国媒体报道,航空租赁公司(AirLease)总裁兼首席执行官John Plueger一直对航空公司使用高超声速飞机持怀疑态度:“在我看来,至少在未来15 到20年内,它很难具有足够成本竞争力,让航空公司尝试运营这种飞机。”

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新飞机非常适合洲际飞行,可在其基础上研制未来型轰炸机。

不过,看空天认为,这一概念如果实现,那么非常便于发展成为美国继B-21之后的新一代战略轰炸机。尽管它并不隐身,但是速度是更有价值的一种特征。波音公司在高超声速飞行器领域经验丰富。自1956年以来,该公司一直致力于高超声速飞行器技术研究,其X-15曾打破了速度记录,然后转向研制其他验证机,例如X-43和X-51。今年早些时候,还首次公布了其高超声速无人机计划,以与洛克希德·马丁公司竞争SR-71的后继机计划。从外形上看新的高超声速客机更大,航程应该更远,外形设计似乎更流畅。更适合作为下一代轰炸机的原型发展。

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      2018/6/28 9:19:07

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      2楼 重剑3
      便于发展成为美国继B-21之后的新一代战略轰炸机。尽管它并不隐身,但是速度是更有价值的一种特征。
      高超声速客机更大,航程应该更远,外形设计似乎更流畅。更适合作为下一代轰炸机的原型发展。

      2018/7/8 13:27:33
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      2楼 重剑3
      便于发展成为美国继B-21之后的新一代战略轰炸机。尽管它并不隐身,但是速度是更有价值的一种特征。
      这也是一个老话题了,20年过去了又翻出来,能实现?

      2018/7/7 11:14:34
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      便于发展成为美国继B-21之后的新一代战略轰炸机。尽管它并不隐身,但是速度是更有价值的一种特征。

      2018/7/3 17:39:13

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