21 марта прошлого годаУправление научных исследований (AFOSR) ВВС США запустили свой проект Переход пограничного слоя и турбулентность (БОЛТ II). Цель инициативы — создать реактивный самолет, достаточно мощный, чтобы сделать гиперзвуковые путешествия реальностью.
Летные испытания были записаны НАСА с целью получения конкретных данных о трудностях полета. гиперзвуковой полет.
Компания в течение многих лет работала над созданием транспортного средства, достаточно мощного для передвижения на гиперзвуковых скоростях. Прежде всего НАСА стремится построить молниеносный пассажирский самолет, способный за короткое время перемещаться из одной точки в другую. Транспортные средства, такие как капсула Dragon SpaceX и межконтинентальные баллистические ракеты продемонстрировали, что достижение таких уровней скорости возможно. Ученым просто нужно придумать, как вставить людей, не причинив вреда.
Представьте, с какой революцией столкнутся пассажирские самолеты. Время полета будет значительно сокращено, что упростит путешествие и ускорит все.
Кристофер Джеймс, инженер НАСА
Проблема гиперзвукового путешествия
Несмотря на увлекательную возможность доступа к миру гиперзвуковых путешествий, многие авиакомпании столкнулись со множеством технических проблем. Создать такой быстрый и в то же время доступный для пассажиров транспорт не так-то просто.
второй Скотт Берри, один из соавторов проекта БОЛТ II, основная проблема состоит в том, чтобы спрогнозировать «положение перехода пограничного слоя».
О чем это? Во время полета тонкий слой воздуха окутывает транспортное средство и движется вместе с ним. Этот «пограничный слой» очень важен, поскольку он играет фундаментальную роль в определении сил сопротивления, замедляющих транспортное средство.
Пограничный слой имеет один толщина разные по всему автомобилю. Его течение имеет тенденцию быть «ламинарным» в верхней части и «турбулентным» в основании. В ламинарном режиме слои воздуха обтекают друг друга параллельно и без происшествий. И наоборот, когда поток турбулентный, может произойти увеличение сопротивления полета. При гиперзвуковом путешествии это сопротивление будет еще больше увеличиваться, поскольку транспортное средство движется с более высокой скоростью и «вытесняет» больше воздуха.
Цель ученых BOLT II — предсказать положение потока; предсказать, когда он перейдет от «ламинарного» к «турбулентному», сводя к минимуму риск турбулентности.
Доктор Сара Попкин, руководитель программы высокоскоростной аэродинамики AFOSR, объяснила: «Турбулентность может привести к выделению тепла почти по всей поверхности транспортного средства. Это означает, что вам необходимо уметь защитить внутреннюю систему автомобиля от нагрева и в то же время уметь прогнозировать турбулентность, связанную с нагревом. Тепло — мать всех проблем гиперзвука».
Новые дизайны для гиперзвуковых аппаратов
Гиперзвуковое путешествие сложно организовать и спроектировать. Как ожидается, чтобы иметь возможность прогнозировать турбулентность, необходимо будет провести еще несколько летных испытаний. Первые летные испытания BOLT были запущены в июне 2021 года компаниейEsrange Космический Центр, на севере Швеции. К сожалению, это не удалось из-за проблем с механизмом запуска. Однако ошибка позволила нам создать более точную модель: BOLT II.
Кристофер Джеймс, эксперт из Университета Квинсленда, пояснил, что BOLT II имеет сложную геометрию с вогнутой поверхностью, способную облегчить достижение гиперзвуковых скоростей. Нынешний полностью автономный автомобиль оснащен более чем 400 датчиками, необходимыми для сбора данных о потоке во время экспериментов.
Запуск транслировался на сайте YouTube Уоллопс. И это можно считать успехом.
Тем временем Китай также работает над тем, чтобы приблизиться к цели гиперзвуковых путешествий. Космическая компания Space Transportation объявила о смелом плане гиперзвуковой самолет, способный перелететь из Пекина в Нью-Йорк за час. По прогнозам ученых, он будет готов к полету к 2024 году.
Посмотрим!
