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PivotalBoltII高超音速飛行測試直播

2022-03-22 08:54:32 財經(jīng) 來源：
導(dǎo)讀 空軍研究實驗室(AFRL)和空軍科學(xué)研究辦公室 (AFOSR) 計劃今晚在弗吉尼亞州直播火箭發(fā)射，以高達(dá) 6 馬赫的速度對 Bolt II 飛行系統(tǒng)進(jìn)

空軍研究實驗室(AFRL)和空軍科學(xué)研究辦公室 (AFOSR) 計劃今晚在弗吉尼亞州直播火箭發(fā)射，以高達(dá) 6 馬赫的速度對 Bolt II 飛行系統(tǒng)進(jìn)行高超音速測試。

博爾特實驗旨在更好地了解邊界層過渡和湍流，它們是導(dǎo)致高超音速下大量熱量積聚的原因——這是在風(fēng)洞中研究的一個眾所周知的難題。結(jié)果可能會極大地影響未來高超音速飛行器的設(shè)計，從高超音速武器到潛在的高超音速客機(jī)。

正如昆士蘭大學(xué)高超音速研究員克里斯詹姆斯向The Conversation解釋的那樣，當(dāng)飛機(jī)在空中移動時，表面周圍會形成一層薄薄的空氣“邊界層”，并被拖到飛機(jī)上。在飛機(jī)的前緣，這個邊界層會呈現(xiàn)出一種平滑的“層流”流動，但隨著邊界層向后延伸，它會退化成一種劇烈的、混亂的湍流。

這種湍流在高超音速下會產(chǎn)生巨大的阻力和熱量，事實證明，工程師很難預(yù)測飛機(jī)表面的層流和湍流之間的這些過渡將發(fā)生在哪里。因此，很難知道如何在設(shè)計中減少阻力和發(fā)熱，也很難知道在哪里放置最嚴(yán)重的熱屏蔽，或者在哪里放置最敏感的組件。

AFOSR 負(fù)責(zé)高速空氣動力學(xué)的項目官員 Sarah Popkin 博士在一份新聞稿中說：“湍流會增加車輛大部分區(qū)域的熱量。” “在最前沿發(fā)生了很多熱量，但這一切都發(fā)生在一個非常集中的區(qū)域。湍流會導(dǎo)致幾乎整個車輛表面產(chǎn)生熱量，因此現(xiàn)在您不得不擔(dān)心保護(hù)內(nèi)部電子設(shè)備和類似的東西免受熱量影響，并且能夠理解和預(yù)測與加熱相關(guān)的湍流將有所幫助我們設(shè)計更好的高超音速飛行器。熱量是高超音速所有問題的根源。”

Bolt 的第一次試飛失敗了 600 萬美元。其火箭發(fā)射機(jī)制的問題使其無法達(dá)到高超音速。那次飛行已經(jīng)過詳盡的分析，團(tuán)隊相信 Bolt II 不會有同樣的問題。

Bolt II 將使用兩級探空火箭從 NASA 位于弗吉尼亞州的 Wallops 飛行設(shè)施發(fā)射，搭載 400 多個傳感器和儀器。車輛設(shè)計有凹面和掃過的前緣。一側(cè)是光滑的，旨在研究光滑的表面過渡和湍流。另一方使用“離散粗糙度行程”來研究強制過渡和湍流。將部署大氣和平流層氣球，以收集有關(guān)車輛將飛過的確切條件的數(shù)據(jù)。

Bolt II 的飛行時間不到 10 分鐘。它將在一次實驗中達(dá)到 6 馬赫，達(dá)到 281 公里(175 英里)的最高高度，然后翻轉(zhuǎn)并返回地球，在下降過程中達(dá)到 5.5 馬赫進(jìn)行第二次實驗。

研發(fā)公司 CUBRC 的 Aaron Dufrene 博士說：“我們有獨特的機(jī)會使用飛行儀表飛行硬件在幾個不同條件下在風(fēng)洞中測試飛行器，然后出去飛行。” “我們在隧道中獲取數(shù)據(jù)的傳感器，我們將能夠與飛行中的傳感器進(jìn)行比較。這是第一次發(fā)生這樣的事情。”

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