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PivotalBoltII高超音速飞行测试直播

2022-03-22 08:54:32 财经 来源:
导读 空军研究实验室(AFRL)和空军科学研究办公室 (AFOSR) 计划今晚在弗吉尼亚州直播火箭发射,以高达 6 马赫的速度对 Bolt II 飞行系统进

空军研究实验室(AFRL)和空军科学研究办公室 (AFOSR) 计划今晚在弗吉尼亚州直播火箭发射,以高达 6 马赫的速度对 Bolt II 飞行系统进行高超音速测试。

博尔特实验旨在更好地了解边界层过渡和湍流,它们是导致高超音速下大量热量积聚的原因——这是在风洞中研究的一个众所周知的难题。结果可能会极大地影响未来高超音速飞行器的设计,从高超音速武器到潜在的高超音速客机。

正如昆士兰大学高超音速研究员克里斯詹姆斯向The Conversation解释的那样,当飞机在空中移动时,表面周围会形成一层薄薄的空气“边界层”,并被拖到飞机上。在飞机的前缘,这个边界层会呈现出一种平滑的“层流”流动,但随着边界层向后延伸,它会退化成一种剧烈的、混乱的湍流。

这种湍流在高超音速下会产生巨大的阻力和热量,事实证明,工程师很难预测飞机表面的层流和湍流之间的这些过渡将发生在哪里。因此,很难知道如何在设计中减少阻力和发热,也很难知道在哪里放置最严重的热屏蔽,或者在哪里放置最敏感的组件。

AFOSR 负责高速空气动力学的项目官员 Sarah Popkin 博士在一份新闻稿中说:“湍流会增加车辆大部分区域的热量。” “在最前沿发生了很多热量,但这一切都发生在一个非常集中的区域。湍流会导致几乎整个车辆表面产生热量,因此现在您不得不担心保护内部电子设备和类似的东西免受热量影响,并且能够理解和预测与加热相关的湍流将有所帮助我们设计更好的高超音速飞行器。热量是高超音速所有问题的根源。”

Bolt 的第一次试飞失败了 600 万美元。其火箭发射机制的问题使其无法达到高超音速。那次飞行已经过详尽的分析,团队相信 Bolt II 不会有同样的问题。

Bolt II 将使用两级探空火箭从 NASA 位于弗吉尼亚州的 Wallops 飞行设施发射,搭载 400 多个传感器和仪器。车辆设计有凹面和扫过的前缘。一侧是光滑的,旨在研究光滑的表面过渡和湍流。另一方使用“离散粗糙度行程”来研究强制过渡和湍流。将部署大气和平流层气球,以收集有关车辆将飞过的确切条件的数据。

Bolt II 的飞行时间不到 10 分钟。它将在一次实验中达到 6 马赫,达到 281 公里(175 英里)的最高高度,然后翻转并返回地球,在下降过程中达到 5.5 马赫进行第二次实验。

研发公司 CUBRC 的 Aaron Dufrene 博士说:“我们有独特的机会使用飞行仪表飞行硬件在几个不同条件下在风洞中测试飞行器,然后出去飞行。” “我们在隧道中获取数据的传感器,我们将能够与飞行中的传感器进行比较。这是第一次发生这样的事情。”


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