7马赫的中国超音速客机 究竟是怎么诞生的?
4月24日,据报道,德国世界报发表了一篇名为《来自中国的新协和飞机》的报道。文中称,中国科学家正“雄心勃勃”的在研发一款新型超音速客机,最高速度可达8600公里每小时,接近7倍音速。
看到这里,真的让笔者有点震惊,毕竟自协和退役后,世界上就没有商用客机能以超音速巡航。
虽然现在世界上不少公司也在研发新款的超音速客机,但大部分时速都是在1.5到2.5倍音速。即便被经常视为美国黑科技代表的SR-71黑鸟军用侦察机,其飞行速度也不过3.2倍音速而已。
因此,如果中国真的研发这款飞机,可以说中国已经成功在飞机制造上实现曲线赶超,睥睨美欧俄众国。
在好奇心的驱动下,笔者也找了找资料,想探查一番这款飞机究竟是真是假。文中提到,这款超音速飞机采用了I型设计,因为其外观像大写的英文字母I,拥有双层机翼。
但事实上,就这张图中的飞行器而言,并不是当前主流高超声速飞行器所使用的承波体结构,倒是更像科幻小说中的配图。在高超声速飞行时,机首滞止温度可达上千摄氏度,而这种前掠布局将会给热防护带来极大的难题。
通过这些线索,笔者发现,早在2月国内媒体就已经有相关报道了,但是归根结底看,这根本不是一个客机研发项目,更像是在力学方面对高超音速飞行器布局可能性的研究。
根据中国科技报在2月份的一个报道,中国科学院力学研究所的崔凯团队提出了一个超高音速飞行器布局,在理想条件下,理论上能达到7倍音速的速度。他们的研究成果也发表在《中国科学:物理学力学天文学》期刊上。
笔者后来也找了找相关的文章,发现今年年初,崔凯团队发表了一篇《Hypersonic I-shaped aerodynamic configurations》(高超音速I型飞行器布局)的论文,而这个也就是外国媒体盛传中国研发超音速飞机的起点。
其实,文中并没有提出这个飞行器究竟是要用于客机还是军用,只是一个气动布局可行性的研究。
由于在高超声速飞行条件下,强烈的激波和摩擦阻力会导致飞行器的升阻比提升十分困难。而且若提高升阻比,就可能使飞机的升力系数和容积率(载客载货率)下降。因此崔凯团队在探索一条能同时满足高升阻比、高升力系数和高容积率需求的“三高”高超音速飞行器的道路。
而且,所谓的7倍音速只是在理想条件下的理想气动条件下能达到的最好数据,但在实际应用中通常是5~7马赫间。距离实用,这款模型还有很长的一段路要走。
即便在相关报道中,也并没有提出试验中测试了7倍音速。但是也提到,团队综合运用数值模拟、实验设计和数值优化等技术,开展了构型优化,基于高精度数值仿真对其性能进行了评估,并开展了风洞实验验证。结果显示,这种全新的布局形式,在大容积率条件下可获得超过4.5的升阻比,额外增加的升力面可使飞行器的升力系数提高60%左右。
所以,综上来看,所谓的7倍音速飞机只是一个误传。更准确的表述是,中国验证了一款新型高超音速飞行器布局,最高速度可能可达7倍音速。再者说,即便这款飞机外形验证成功,以目前的技术,还难以找到一个可以满足7倍音速需要的飞机发动机。
不过,这个谣言又是怎么流传开的呢?笔者也去找了找相关的讯息。现在看,这只是一个不知道传了几手的消息,不小心被搞了个“大动作”。
最早是港媒说,中国研究了新型高超音速客机,速度可达8600公里每小时,2小时能从北京到纽约。文中还信誓坦坦的说,一名科学家匿名表示,新飞机很可能将进行空中测试。
然后,俄媒紧跟而上,援引港媒的消息称,中国对缩小版的中国高超音速飞机模型进行了风洞测试,测试结果显示该飞机飞行速度可达7倍音速。
接下来,英媒上阵。英国人不知道是不是看了几家媒体的报道,脑补了一出“中国威胁论”的大戏,直接喊出了《中国正研发能环球飞行的高超音速轰炸机》。文中称,中国正研发新的高超音速的轰炸机,2小时就可以从北京飞到纽约。
经过2个月的兜兜转转,德媒又把这个消息拿出来,炒了炒,吸引了一波眼球。
于是,本来一个验证项目就变成了一个信誓坦坦的工程项目,而且还有客机、轰炸机等多种版本。其实,要笔者说,文中除了可能达到7倍音速靠谱外,其他的都有或多或少的脑补成分。
不过,谜底虽然解开了,但还有个新问题也在让笔者思考,本来,牛皮都是自己吹的,现在不知道为什么,外国媒体也开始喜欢吹中国的“牛”了?
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