临近空间高超声速飞行器防热材料的发展

简要叙述了临近空间的定义及临近空间的飞行器类型,回顾了美国临近空间高超声速飞行器的发展历程,主要介绍猎鹰计划的研究目标及军事应用,重点介绍猎鹰计划中高超声速飞行器防热材料的发展.     

掠过水面的“黑雨燕”：美国加快高超声速飞行器的研制计划

今年1月美国的“HyFly”高超声速巡航导弹在冲刺马赫数6的飞行试验中因发动机故障而坠落于海中,但是美国国防部预研局（DARPA）和美国空军并没有减缓高超声速飞行器研制的步伐,并宣布将一直秘密进行的“猎鹰”高超声速飞机验证机计划提升为“黑雨燕”高超声速验证机计划,目标之一就是要研制一种飞行马赫数6以上的SR-71“黑鸟”间谍飞机的后继机SR-72。     

科技成果

N A SA计划通过试飞研究高超声速流动现象美国国家航空航天局(N A SA)航空研究任务理事会计划明年在该局位于弗吉尼亚州的沃勒普斯试飞基地(W allops Flight Facility),与美国阿连特技术系统公司(A TK)联合进行一次高超声速试飞,以研究高超声速流动现象。N A SA进行这次试飞的具体目标是了解在高超声速时的层流转捩,即在高超声速飞行时,空气动力表面的气流从何处开始由层流转变为紊流。根据与N A SA签署的一份协议,A TK公司将为试飞提供一具名为H y-BoLT(H ypersonic Boundary Layer Transition“,高超声速边界层转捩”)的试…     

军事动态

美国NASA的X-43A高超声速无人验证机于当地时间11月16日进行的试飞中,在洛杉矶西北的太平洋上空33550米高度飞行速度达到M9.8.打破了以吸气式发动机为动力的飞行器飞行速度     

面向控制的高超声速飞行器总体优化设计方法

从前期高超声速飞行器基础理论以及关键技术的研究到现今的飞行试验可以看出,高超声速飞行器在总体设计阶段过晚考虑飞行器动力学特性和控制性能会给后期控制系统设计带来极大的困难。在对两类高超声速飞行器试飞与控制相关问题分析的基础上,提出了面向控制的高超声速飞行器总体优化设计方法,给出了面向控制的总体优化设计研究方法、思路和模块框架。     

航空航天技术与产品

“百夫长”长航时无人机首飞 这架无人机在首次试飞中显示出 了优异的地面和空中操纵性。这次试 飞的目的主要关心飞行器的气动特性 和操纵性，尤其是是否会有不正常的 翼梢失速引起的飞行器不可控制问题。 因此，首次飞行没有用太阳能电池，而 用常规电子作动力，因为万一飞机坠 毁仅大阳能电池的损失就高达900万美 元。“百夫长”翼展总长62．8米，重量 630千克，有14个螺桨，这次飞行高度 90－110米，速度每秒10米。该飞行器 最后设计目标的飞行高度达30000米， 并在20000米空中持续飞行4天。（…     

军事动态

美国空军和国防部预研局联合开展的“猎鹰“(Falcon)高超声速运输机(HTV)的一号模型已经开始在空军阿诺德工程发展中心的高超声速风洞进行试验,试验马赫数将达到10～14。这种高超声速运输机验     

美国高超声速巡航飞行器研发进展

本文介绍了美国为研制高超声速巡航飞行器而开展的"猎鹰"计划的最新进展,探讨了实现高超声速巡航所需演示验证的关键技术,阐述了基于涡轮喷气的组合循环推进技术的概念和试验研究情况。     

简讯

波音公司前不久公开展示了由原麦道公司从1992年开始秘密研制的“食肉身”(bird of prey)隐身技术验证机(详见本刊下期的专文分析)。该机1996年秋季首飞,总共完成了38次试飞。“食肉乌”翼展约为7米,机长14.3米,机重约3360千克。 (姜)     

信息动态

高超声速飞行器是国际上研究的热点,也是我国着力发展的重要武器装备之一.高超声速流动问题,作为高超声速飞行器研制过程当中的关键技术问题,已经受到国内外的高度重视.2008年,美国国防部组织实施的国家高超声速基础研究计划(NHFRP计划)中,将“超声速燃烧、边界层物理、激波控制流动、非平衡流动、环境与材料耦合作用、高温材料和结构”等列为六大基础科学问题,其中前四项均属于高超声速流动问题的范畴.我国为了推动高超声速飞行器的发展,相继启动了多项研究计划、科技工程和专项工程,国家自然科学基金委员会也启动了“空天飞行器的若干重大基础司题”、“近空间飞行器的关键基础科学问题”等研究计划.这些工程与计划充分体现了高超声速流动的重要性,以及基础研究和工程应用相结合对高超声速飞行器发展的重要意义.     

达索公司公开它的隐身无人作战飞机(UCAV)

这架称之为ＡＶＥ（飞行器有效性试验）的隐身无人飞机有２．４米长，满油重量６０千克，由特种复合材料制成，用二台２００牛的涡轮发动机作动力，有一个机头进气道。在７月２８日的首次飞行中飞行速度达到２５０千米／小时（设计速度可达到Ｍ０．５），航程约１５０千米。该机从研制、制造到试飞才用了半个月，主要目的是为以后发展一系列有人和无人驾驶隐身战斗机作准备。其中一种是实用型的ＵＣＡＶ，尺寸约为“阵风”的８０％，另一种是有人驾驶的隐身战斗机，将和“阵风”混合编队用于复杂的电磁环境作战中。据称ＡＶＥ的雷达特证将只…     

高超声速飞行器热结构设计分析技术研究

综述了国内外高超声速飞行器结构热设计分析技术的进展,探讨了计算气动热力学应用于高超声速飞行器结构设计的能力与局限性的现状,提出并讨论了高超声速飞行器热结构设计分析的关键技术及其发展趋势:(1)高超声速飞行器瞬态表面温度和气动加热率计算技术;(2)流-热-固多物理场耦合机理模型技术;(3)流-热-固多场耦合计算分析技术;(4)高超声速飞行器热防护结构设计技术。     

美空间机动飞行器进行飞行试验

美空军于8月成功地进行了一架90%缩比的无人航天机动飞行器(SMV,Space Maneuver Vehicle)的首次投放试验.这架长6.7米,重1180千克的试验机被一架“黑鹰”直升机从2700米高度空中投放后,打开了稳定     

美国高超声速涡轮基组合循环发动机的进展及分析

旨在为未来空天动力技术研究和产品研制提供参考与借鉴。综述了美国高超声速涡轮基组合循环(TBCC)发动机的进展,重点对与涡轮发动机有关的预研计划进行详细描述,如国家空天飞机(NASP)计划、高速推进评估(Hi SPA)计划、猎鹰组合循环发动机试验(Fa CET)计划等。总结与归纳了TBCC发动机的研究发展的特点:TBCC发动机一直是高超声速飞行器研究的关键技术;目前涡轮发动机的首选是现有涡轮发动机改进,未来可能选择正在预研的高速涡轮发动机或自适应发动机;冲压发动机和模态转换技术已经取得明显进展,但还需长期深入验证。     

美国陆军先进高超声速武器气动问题分析

高超声速飞行器是临近空间飞行器研究的主要类型之一。本文简要介绍美国陆军先进高超声速武器(AHW)计划背景和试验飞行器构型;探讨和分析了AHW的弹道设计、气动布局特点;跟踪美国类似气动布局构型的气动试验研究开展情况,为相关高超声速飞行器的研究提供参考。     

极速飞行的曙光 X-43A试飞成功的意义和飞行结果初析

3月27日,一架X-43A试验机被一架B-52轰炸机投放后,依靠自身的发动机一直加速到最高时速马赫数7(约8200千米／小时)。这一速度远远快于任何一种目前已知的以吸气式发动机为动力的飞行器的速度,包括美国高空侦察机SR-71"黑鸟"于1964年创下的马赫数3.2的纪录和1967年NASA采用火箭助推的X-15试验机创下的最大飞行速度马赫数6.7的记录,从而开启了今后发展吸气式发动机极高超声速飞行器的大门     

“旋子”成功进行首次过渡前飞试验

美国旋转火箭公司研制的“旋子”大气层实验飞行器继今年７月和９月进行了两次成功的悬停试验之后，又于Ｉｃ月２日完成了从悬停到前飞的过渡飞行试验，前飞＿速度达到了每小时８５千米，高度达到刀＊米、共持续飞行了３分４７秒。试验中该机的纵向稳定性和其他的数据指标均能很好地与该机以前在综合模拟试验中获得的数据想吻合。据执行试飞任务的驾驶员反映，这种飞行器在飞行中与常规的旋翼和固定翼飞机有明显的不同，因而必须要经过在地面卜进行的实际模拟器，才能确保真实飞行试验中的顺利进行、＿该机是旋转火箭公司研制的一种单级人轨…     

俄罗斯高超声速无人运载飞行器“铁锤”项目解析

高超声速技术是未来空天领域的技术制高点。为对抗美国的多项空天飞行器与高超声速技术研制计划,俄罗斯提出了“铁锤”高超声速无人运载飞行器项目,旨在利用成熟的航空与火箭技术,研制可重复使用的空天系统超轻型无人运载飞行器。重点介绍了“铁锤”项目第一阶段运载飞机及其动力的研究进展,并通过对运载飞机原型机方案、总体布局,以及带隔道的进气道、冲压发动机等关键技术的解析,初步总结了该项目运载飞机技术的特点和气动特性,可为我国空天入轨飞行器及其动力研究提供参考借鉴。     

波音研究高速圆盘旋翼飞行器

最近，美国国防部预研局将波音公司研制的“圆盘旋翼”直升机进一步推进为一种融合圆盘旋翼一机翼一推进发动机的“高速圆盘旋翼”飞行器。这种变复合飞行器的飞行速度可以达到650千米／时，不仅可以高速飞到目标区，而且能在空中悬停，非常适合于执行作战搜索和营救任务。     

临近空间高超声速 ISR平台作战能力评估

在对临近空间高超声速 ISR(Intelligence,Surveillance,Reconnaissance)平台的使命任务进行简单分析的基础上,建立了临近空间高超声速 ISR平台作战能力评估指标体系。综合考虑高超声速飞行器的研究现状及相关技术的关键度和成熟度,对各个指标进行赋权,构建了临近空间高超声速 ISR平台作战能力的评估准则。运用该评估准则对某临近空间高超声速 ISR平台的概念设计方案进行了作战能力评估,并与美国正在研制的 SR-72进行了对比分析。结果表明:高超声速飞行器气动布局对其作战能力影响较大,在相同航程条件下,高升阻比气动外形能显著提高飞行器的有效载荷装载能力,进而提高飞行器的综合作战能力。研究结果可为高超声速 ISR飞行器的论证、研制以及评估提供技术支撑。