根據(jù)四川凌空天行科技有限公司公眾號云行者透露,他們研制的云行超音速飛行技術(shù)驗證機(jī)成功首飛,這是我們高超聲速飛行器發(fā)展又一個歷史性跨越。
按照四川凌空天行科技有限公司的說法此次試飛行的技術(shù)驗證機(jī)主要用來驗證該公司的超音速客機(jī)的關(guān)鍵技術(shù),包括超音速環(huán)境下先進(jìn)的高升阻比氣動布局及長時間耐高溫輕質(zhì)化熱防護(hù)材料體系。如果試驗順利,他們力爭在2027年實現(xiàn)首架國產(chǎn)超音速客機(jī)原型機(jī)首飛,2030年之后投入實用。
![]()
(云行超音速客機(jī)想像圖(左),四川凌空天行科技有限公司圖片)
云行超音速客機(jī)采用乘波體設(shè)計
從四川凌空天行科技有限公司此前發(fā)布的“云行”宣傳片來看,國產(chǎn)云行超音速客機(jī)最大速度達(dá)到4倍音速以上,這個速度是現(xiàn)有客機(jī)的5倍左右。這樣云行超音速客機(jī)從東北的哈爾濱飛到南方的三亞只需要1個小時左右的時間,從上海抵達(dá)喀什大約也為1.5個小時,從而大大節(jié)省了時間,旅客可以做到當(dāng)天往返,有效提高了效率。
![]()
(云行采用乘波體氣動布局)
當(dāng)然這樣的高速飛行對于飛機(jī)設(shè)計、制造提出了更高的要求。為了降低空氣阻力,飛機(jī)的飛行高度會非常高,極有可能達(dá)到甚至超過3萬米。因為高度越高,空氣越稀薄,空氣阻力也會越低。這樣又要求飛機(jī)具備高升力氣動布局,為此云行超音速客機(jī)采用了乘波體設(shè)計。乘波體飛行器的前緣表面也附體激波融合,相當(dāng)于騎著激波飛行。由于乘波體飛行器升力依靠激波壓力產(chǎn)生,因此這種氣動布局具備升力大、阻力小、速度快等優(yōu)點,是高超聲速飛行器理想的氣動布局。
我們是當(dāng)今少數(shù)掌握乘波體飛行器技術(shù)的國家,國產(chǎn)東風(fēng)-17高超速攻擊導(dǎo)彈采用了乘波體氣動布局,標(biāo)志著國產(chǎn)乘波體飛行器技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入實用。因此云行超音速客機(jī)可以看作我們在這個領(lǐng)域技術(shù)成果又一個運用,為國產(chǎn)高超聲速飛行器下一步發(fā)展積累了寶貴的經(jīng)驗,打下了技術(shù)基礎(chǔ)。
我們攻克了碳纖維復(fù)合材料耐高溫這個難題
![]()
(云行采用全復(fù)合材料結(jié)構(gòu),承受住了高溫的考驗)
耐熱冷卻是高超聲速飛行器另外一個關(guān)鍵技術(shù)問題,飛行器在空中高速飛行,機(jī)體表面與空氣摩擦生熱。因此機(jī)體溫度會迅速升高,機(jī)頭、前緣甚至?xí)_(dá)到1000度!這樣就對機(jī)體耐熱、冷卻等提出了極高的要求。另外一方面飛行器結(jié)構(gòu)重量又要越輕越好,以提高載荷/航程,最好用碳纖維材料制造。碳纖維材料自身具備較高的耐高溫性能,但是粘合的樹脂材料耐高溫能就比較有限,常中用的環(huán)氧樹脂只能耐受300度以下的溫度,因此開發(fā)耐高溫材料就成為高超聲速飛行器難題。
四川凌空天行科技有限公司已經(jīng)攻克了這個技術(shù)難關(guān),此次試飛的云行技術(shù)驗證機(jī)采用全碳纖維復(fù)合材料。顯然他們已經(jīng)與國內(nèi)相關(guān)廠商開發(fā)出了高性能耐高溫材料,能夠承受1000度左右的高溫。此次試飛中,云行技術(shù)驗證機(jī)的全復(fù)合材料結(jié)構(gòu),相關(guān)材料成功經(jīng)受住了極限環(huán)境的考驗,這是國產(chǎn)高超聲速飛行器又一個重大技術(shù)突破。
云行突破了發(fā)動機(jī)這個關(guān)鍵技術(shù)問題
![]()
(云行采用了噴氣式發(fā)動機(jī))
發(fā)動機(jī)則是關(guān)鍵之中的關(guān)鍵,如果沒有發(fā)動機(jī)技術(shù)突破,高超聲速飛行器無從談起。從云行宣傳片來看,它的發(fā)動機(jī)應(yīng)該是一種吸氣式發(fā)動機(jī)?,F(xiàn)有的渦扇發(fā)動機(jī)受到風(fēng)扇、壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速影響,飛行速度很難突破2馬赫。超過這個速度大概率是沖壓發(fā)動機(jī),沖壓發(fā)動機(jī)沒有轉(zhuǎn)動部件,可以推動載機(jī)速度突破3馬赫,甚至達(dá)到4馬赫。
當(dāng)然如果繼續(xù)向上就需要超燃沖壓發(fā)動機(jī),才能超過4馬赫。不過沖壓發(fā)動機(jī)需要一個啟動速度,換句話說它需要其他動力幫助啟動,因此沖壓發(fā)動機(jī)需要與其他動力組合在一起才能發(fā)揮作用。外界推測云行技術(shù)驗證機(jī)的發(fā)動機(jī)很有可能是渦輪組合循環(huán)發(fā)動機(jī)(TBCC),這種發(fā)動機(jī)在起降、加速階段使用渦輪噴氣發(fā)動機(jī),高速飛行轉(zhuǎn)換成沖壓發(fā)動機(jī)。TBCC被稱為是高超聲速飛行器比較理想的動力系統(tǒng),可以在普通機(jī)場起降,不需要專用的場地,從而節(jié)約成本和費用。二手沖床回收
這樣云行超音速客機(jī)發(fā)展順利,將會是全球第一種準(zhǔn)高超聲速飛行器。2030年投入運用之后,有可能改寫現(xiàn)代民航市場,讓旅客能夠以更快的速度抵達(dá)目的地,適應(yīng)快節(jié)奏的現(xiàn)代社會。同時云行超音速客機(jī)也是我們發(fā)展高超聲速飛行器一次練兵,為國產(chǎn)高超聲速飛行器鋪平了道路。