【簡介：】目前的技術(shù)不是咱們老百姓能知道的。能知道的，就是可以不用外力懸浮于空中不用推進(jìn)器的！不過現(xiàn)在正在改進(jìn)！呵呵--愿為災(zāi)區(qū)祈福
高超聲速飛行器的關(guān)鍵技術(shù)有哪些
以超燃沖壓發(fā)動(dòng)

目前的技術(shù)不是咱們老百姓能知道的。能知道的，就是可以不用外力懸浮于空中不用推進(jìn)器的！不過現(xiàn)在正在改進(jìn)！呵呵--愿為災(zāi)區(qū)祈福

高超聲速飛行器的關(guān)鍵技術(shù)有哪些

以超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的高超聲速飛行器研制面臨一系列技術(shù)上的難題.美國(包括俄羅斯等國家)為此付出了近半個(gè)世紀(jì)的艱苦努力,制定了多個(gè)不斷變化的發(fā)展計(jì)劃,幾經(jīng)起伏,最終探索出一條比較實(shí)際的、循序發(fā)展的道路。發(fā)展高科技工程必須要有基礎(chǔ)研究的積累,在關(guān)鍵技術(shù)問題上取得突破,否則,可能導(dǎo)致失敗的后果。

當(dāng)前應(yīng)當(dāng)抓緊進(jìn)行的主要研究和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)工作包括:
(1) 高溫氣體動(dòng)力學(xué)
高溫真實(shí)氣體效應(yīng)是高超聲速飛行器研制中必須考慮的一個(gè)重要問題. 對于高溫氣體非平衡流動(dòng)問題, 已進(jìn)行了大量的研究. 對高溫氣流中化學(xué)反應(yīng)速率的知識不足, 特別是在振動(dòng)自由度激發(fā)、分子離解、表面化學(xué)反應(yīng)等各種因素耦合在一起的情況下, 更是知之甚少. 目前存在的主要問題是: 高溫氣體熱力學(xué)特性和化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)以及化學(xué)反應(yīng)模型的選取, 還有一定的不確定性，這將導(dǎo)致頭部激波脫體距離、物面邊界層速度剖面、密度剖面和物面熱流等重要參數(shù)預(yù)示上的偏差.
(2) 超燃基礎(chǔ)和新概念推進(jìn)研究
在能夠促使吸氣式高超音速飛行實(shí)現(xiàn)的各種關(guān)鍵技術(shù)中, 推進(jìn)技術(shù)占據(jù)首要的位置. 對于超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的研制來說, 存在著許多具有挑戰(zhàn)性的技術(shù)難題, 包括: 在整個(gè)寬廣的運(yùn)行速度范圍內(nèi)(特別是在馬赫數(shù)超過8 的情況下) 超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng), 燃燒穩(wěn)定性與過程優(yōu)化, 地面試驗(yàn)和精細(xì)流場診斷、飛行試驗(yàn)以及數(shù)字模擬技術(shù);質(zhì)量輕、耐高溫的發(fā)動(dòng)機(jī)材料和有效的熱管理技術(shù); 研究新的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù), 以及驗(yàn)證飛行速度大于馬赫數(shù)8 情況下的發(fā)動(dòng)機(jī)性能; 研究發(fā)動(dòng)機(jī)/飛行器一體化設(shè)計(jì)方法(包括進(jìn)氣道/發(fā)動(dòng)機(jī)/ 尾噴管組合; 綜合氣動(dòng)力與防熱一體化; 高升阻比與操穩(wěn)特性的協(xié)調(diào); 氣動(dòng)特性與結(jié)構(gòu)完整性設(shè)計(jì); 氣動(dòng)外形與有效載荷容積要求; 多學(xué)科多目標(biāo)(multidis-ciplinary design optimization, MDO) 總體優(yōu)化等. ),實(shí)現(xiàn)可實(shí)際運(yùn)行的、具有高性能的一體化設(shè)計(jì)的飛行器方案; 如何從低速推進(jìn)模式轉(zhuǎn)變成高速推進(jìn)模式的問題, 特別是在采用可變幾何形狀的發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下, 如何實(shí)現(xiàn)工況轉(zhuǎn)換的問題.
(3) 新型防熱、隔熱原理、材料與結(jié)構(gòu)
現(xiàn)有飛行器熱防護(hù)系統(tǒng)大都是針對戰(zhàn)略彈頭的, 特點(diǎn)是: 簡單外形、短時(shí)間、很高的加熱率.采用的主要辦法是燒蝕熱防護(hù)．新一代空天飛行器熱防護(hù)問題具有不同的特點(diǎn): 復(fù)雜的升力體外形、中低熱流和長時(shí)間加熱. 為了獲得良好的氣動(dòng)特性, 一般需采用保持飛行器外形不變的非燒蝕熱防護(hù)技術(shù), 還要解決長時(shí)間持續(xù)飛行的內(nèi)部隔熱問題. 已經(jīng)建立的宏觀熱防護(hù)理論已不能滿足要求, 要發(fā)展新的熱流預(yù)示方法; 非燒蝕熱防護(hù)技術(shù); 防熱結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)計(jì)技術(shù); 結(jié)構(gòu)在力／熱綜合作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性和破壞機(jī)制等. 各種防熱、隔熱原理, 包括: 被動(dòng)式(熱沉、隔熱、表面輻射)、半被動(dòng)式(熱管傳導(dǎo)+ 輻射) 和主動(dòng)式(發(fā)汗、冷卻膜、冷氣流對流), 都是值得深入探討的問題.
在發(fā)動(dòng)機(jī)防熱材料技術(shù)方面焦點(diǎn)集中在: 采用主動(dòng)式冷卻方式的燃燒室壁板材料, 以及超低溫推進(jìn)劑貯箱的材料. 需要更加堅(jiān)固耐用的被動(dòng)式冷卻的或者主動(dòng)式冷卻的(即需要使用冷卻劑進(jìn)行冷卻的) 熱防護(hù)系統(tǒng); 燃燒室部分必須采用主動(dòng)式冷卻方式. 雖然到目前為止已經(jīng)對許多種不同的熱防護(hù)系統(tǒng)的候選設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了廣泛的試驗(yàn)研究, 但是還沒有找到一個(gè)可以完全滿足多種運(yùn)行要求的解決辦法.
(4) 變參數(shù)、快速響應(yīng)、強(qiáng)魯棒性、高效控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
近空間飛行器為了追求高的升阻比和優(yōu)異的機(jī)動(dòng)性能, 一般外形都比較復(fù)雜, 飛行過程中速度和空域變化范圍也很大. 飛行器在不同速度下, 自身的氣動(dòng)特性(升阻比、穩(wěn)定性和操縱性) 也會(huì)發(fā)生很大變化, 這就為飛行控制增加了新的困難. 高機(jī)動(dòng)性要求快速響應(yīng)的控制系統(tǒng)和大的控制力作用, 以產(chǎn)生大過載.
復(fù)合控制系統(tǒng)涉及大量的關(guān)鍵技術(shù)問題, 如:復(fù)合控制系統(tǒng)工作模式優(yōu)化設(shè)計(jì)與仿真建模, 控制發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火邏輯與控制周期的設(shè)計(jì), 側(cè)向噴流直接力作用和噴流與主流場的氣動(dòng)干擾效應(yīng)建模與分析計(jì)算, 控制系統(tǒng)工作頻率與舵系統(tǒng)帶寬與彈性彈體頻率的匹配, 復(fù)合控制系統(tǒng)的風(fēng)洞與地面模擬試驗(yàn)等.
(5) 高超聲速飛行器的空氣彈性問題
現(xiàn)代高超聲速飛行器有著比較寬闊的飛行包線, 飛行高度和Ma 數(shù)的變化范圍很大, 為了增加機(jī)動(dòng)航程, 多采取復(fù)雜的高升阻比構(gòu)形. 由于對結(jié)構(gòu)重量有著嚴(yán)格的限制, 因此大量使用超輕質(zhì)、高強(qiáng)韌材料, 使機(jī)/彈體柔性程度加大. 高速飛行時(shí)氣動(dòng)加熱現(xiàn)象非常突出, 控制系統(tǒng)的作用也日益重要, 這些因素所造成的高超聲速空氣彈性問題與傳統(tǒng)的亞、跨、超聲速相比, 不管是在研究、試驗(yàn)或理論計(jì)算分析方法上都有很大不同. \空氣/伺服/熱彈性 耦合因素變得非常顯著, 高超聲速空氣彈性成為不可忽略的重要研究課題, 相關(guān)技術(shù)尚未成熟.
(6) 多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化
高超音速飛行器必將是由幾個(gè)高度一體化設(shè)計(jì)的系統(tǒng)組成的, 需要進(jìn)行多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化處理,以便獲得能夠滿足所有設(shè)計(jì)約束條件的、堅(jiān)實(shí)可靠的飛行器設(shè)計(jì)方案. 飛行器的形狀將決定飛行器下列的諸多特性: 飛行器的結(jié)構(gòu)形式; 與機(jī)身一體化設(shè)計(jì)的熱防護(hù)系統(tǒng)的類型和其所用的材料;飛行控制系統(tǒng); 飛行力學(xué)特性和飛行軌跡等. 反過來, 飛行器的飛行軌跡又會(huì)決定飛行器所受到的氣動(dòng)加熱、載荷, 影響到飛行器的氣動(dòng)彈性力學(xué)特性、飛行器的性能和飛行器的重量. 氣動(dòng)和隱身也是相互交叉耦合的. 為了進(jìn)行多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化所必不可少的幾種能力, 目前還都處于不成熟的狀態(tài).
(7) 智能變形飛行器技術(shù)
近空間飛行器從地面或運(yùn)載平臺上起飛, 穿越大氣層飛行, 執(zhí)行各種任務(wù)使命, 其飛行環(huán)境(高度、飛行馬赫數(shù)等) 變化很大; 固定外形的飛行器很難適應(yīng)如此廣泛的環(huán)境參數(shù)變化, 始終保持優(yōu)良的使用性能. 因此要采用智能變形飛行器技術(shù)(morphing aircraft technology, MAT). 隨著空氣動(dòng)力、智能材料和控制技術(shù)的發(fā)展, 這種設(shè)想正逐步變成現(xiàn)實(shí).
智能變形包括兩層含義: 對變形進(jìn)行智能控制和以智能材料與結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)變形. 需要重點(diǎn)解決的關(guān)鍵技術(shù)問題有: 可變形飛行器氣動(dòng)性能預(yù)測和氣動(dòng)布局研究, 可變形飛行器總體與設(shè)計(jì)優(yōu)化, 變形過程及變形前后的飛行穩(wěn)定性與操縱特性, 可變形飛行器的飛行控制技術(shù), 智能材料與結(jié)構(gòu)的應(yīng)用技術(shù).