Hiina on edukalt katsetanud hüperhelikiirusega reaktiivlennukit, mis võib lühendada reisiaega peaaegu seitsmendiku võrra.
Hiina on kavandanud ja katsetanud ülikiire õhusõiduki, mis suudab saavutada hypersonic kiirused vahemikus 5 kuni 7 Mach, mis on umbes 3,800 kuni 5,370 miili tunnis. Ülehelikiirused on ülihelikiirused (mis on 1 Mach ja rohkem). Teadlased Hiina Teaduste Akadeemia esindajatest on Peking edukalt katsetanud oma lennukit "I Plane" (mis meenutab eestvaates suurtähte "mina" ja millel on ka "mina" kujuline vari, kui see lendab) tuuletunnelis sellistel kiirustel ja nad väidavad, et selline hüperheli lennuk Pekingist New Yorki reisimiseks kulub vaid paar tundi, kui kommertslennufirmal kulub praegu selle 14-miilise vahemaa läbimiseks vähemalt 6,824 tundi. Võrreldes olemasoleva lennuki Boeing 737-ga oli I Lennuki tõstejõud ligikaudu 25 protsenti, st kui 737-lennuk oleks võimeline vedama kuni 20 tonni ehk 200 reisijat, siis sama suur lennuk võiks kanda 5 tonni või ligikaudu 50 reisijat. Mõte hüperhelikiirusega lennukist, mida hakatakse kasutama kommertslennukitena, on olnud juba mõnda aega ja võidujooks selle nimel, et saada see esimene, on juba alanud.
See uurimus, mis avaldati aastal Teadus Hiina füüsika, mehaanika ja Astronoomia, on tõstnud hüperhelikiirusega lennukite teema taas rambivalgusesse. Katsetamise ning aerodünaamiliste hindamiste ja katsete käigus vähendasid teadlased lennuki mudelit spetsiaalselt loodud tuuletunnelis. Oli näha, et I Plane'i tiivad töötavad hästi koos, et vähendada turbulentsi ja takistust, suurendades samal ajal pidevalt lennuki üldist tõstevõimet. Lennuki terminoloogias nimetatakse tõstejõuks mehaanilist aerodünaamilist jõudu, mis on otseselt vastu lennuki kogumassile ja hoiab seega lennukit õhus. Seda tõstejõudu tekitavad lennuki kõik osad, näiteks enamiku kommertslennukite puhul tekitavad selle tõstejõu ainult selle tiivad. Lennuki tõstevõime on väga oluline, et hoida seda õhus stabiilsena. Ja takistus ja turbulents (põhjustatud kuumusest, reaktiivvoolust, sõidavad üle mägede jne) on põhimõtteliselt aerodünaamilised jõud, mis seisavad vastu õhusõiduki liikumisele õhus. Seega on keskne idee säilitada kõrge ja ühtlane tõstejõud ning vähendada takistust ja turbulentsi mõju. Autorid tõstsid mudeli plaani isegi seitsmekordse helikiiruse võrra (343 meetrit sekundis ehk 767 miili tunnis) ja nende rõõmuks pakkus see ühtlast jõudlust kõrge tõstejõu ja väikese takistusega. Lennuki konstruktsioon hõlmas alumisi tiibu, mis ulatuvad kere keskelt välja nagu embav käsi. Kolmas lame nahkhiirekujuline tiib ulatub vahepeal üle lennuki tagaosa. Tänu sellele konstruktsioonile töötab kahekordne tiibade kiht koos, et vähendada turbulentsi ja takistust ülisuurtel kiirustel, suurendades samal ajal lennuki üldist tõstevõimet.
Suured riigid, sealhulgas Hiina ja Ameerika Ühendriigid, on samuti arengujärgus hypersonic relvad ja ülihelikiirusega sõiduk, mille sõjavägi võiks kaitsesüsteemina kohtusse kaevata. See on väga konfidentsiaalne ja et mitte öelda väga vaieldav ettenägematute piiride tõttu, mida sellised hüpersoonilised seadmed võivad saavutada. Hiina sihiks on ka tulevane hüpersooniline lennuk, mis sisaldab tuuletunnelit, mis suudab toota kiirust kuni 36 Machi, muutes selle kiireimaks. kunagi. See võib muuta mängu ja kõik need arengud raputavad hüperhelikaalilises uurimisringkonnas asju tõsiselt.
Tehnoloogilised väljakutsed
See uuring on oma aerodünaamilise disaini kaudu edukalt lahendanud probleeme, millega seisid silmitsi varasemad hüperhelikiirusega lennukimudelid, kuid tõelise edu saavutaks see, kui see liiguks ideeetapist reaalsesse. Varasemad teadaolevad hüperhelisõidukid, mis on välja töötatud kogu maailmas on takerdunud katsefaasi erinevate tehnoloogiliste väljakutsete tõttu, mis on eksisteerinud ja tegelikult eksisteerivad endiselt. Näiteks mis tahes õhusõiduk, mis sõidab ülihelikiirusel, tekitab tohutut soojust (võib-olla üle 1,000 kraadi Celsiuse järgi) ja see soojus tuleb kas isoleerida või tõhusalt hajutada, vastasel juhul võib see masinale ja selle kandjatele saatuslikuks osutuda. Selle probleemiga on korduvalt tegeldud, näiteks kasutades kuumakindlaid materjale ja ka sisseehitatud vedelikjahutussüsteemi soojuse välja tõrjumiseks – kuid see kõik on tehniliselt tõestatud alles katsestaadiumis. Need katsed peavad liikuma tuuletunnelist eemale. avatud põllule (st eksperimentaalne seadistus reaalsesse keskkonda). Sellegipoolest on see põnev uuring ja see võib sillutada teed hüperhelitehnoloogia tulevikku.
***
{Saate lugeda esialgset uurimistööd, klõpsates alltoodud allika(te) loendis DOI lingil}
Allikas (d)
Cui et al. 2018. Hüfoonilised I-kujulised aerodünaamilised konfiguratsioonid. Teadus Hiina füüsika, mehaanika ja astronoomia. 61 lõige 2. https://doi.org/10.1007/s11433-017-9117-8
