Η Κίνα δοκίμασε επιτυχώς ένα υπερηχητικό αεριωθούμενο αεροπλάνο που θα μπορούσε να μειώσει το χρόνο ταξιδιού σχεδόν κατά το ένα έβδομο.
Η Κίνα έχει σχεδιάσει και δοκιμάσει ένα εξαιρετικά γρήγορο αεροσκάφος που μπορεί να επιτύχει υπερηχητικό ταχύτητες στην περιοχή από 5 Mach έως 7 Mach, που είναι περίπου από 3,800 έως 5,370 μίλια την ώρα. Οι υπερηχητικές ταχύτητες είναι «σούπερ» υπερηχητικές (οι οποίες είναι 1 Mach και άνω) ταχύτητα. Ερευνητές από την Κινεζική Ακαδημία Επιστημών του Πεκίνου δοκίμασαν επιτυχώς το «I Plane» τους (που μοιάζει με το κεφαλαίο «I» όταν το βλέπει κανείς από μπροστά και έχει επίσης μια σκιά σε σχήμα «Εγώ» όταν πετάει) μέσα σε μια αεροδυναμική σήραγγα με αυτές τις ταχύτητες. και δηλώνουν ότι ένα τέτοιο υπερηχητικό αεροπλάνο θα χρειαζόταν μόνο μια «δυο ώρες» για να ταξιδέψει από το Πεκίνο στη Νέα Υόρκη, όταν μια εμπορική αεροπορική πτήση χρειάζεται επί του παρόντος τουλάχιστον 14 ώρες για να καλύψει αυτήν την απόσταση των 6,824 μιλίων. Σε σύγκριση με το υπάρχον αεροσκάφος, το Boeing 737, η ανύψωση του I Plane ήταν περίπου 25 τοις εκατό, δηλαδή εάν ένα αεροσκάφος 737 είχε την ικανότητα να μεταφέρει έως και 20 τόνους ή 200 επιβάτες, το I Plane του ίδιου μεγέθους θα μπορούσε να μεταφέρει 5 τόνους ή περίπου 50 επιβάτες. Η ιδέα ενός υπερηχητικού αεροπλάνου που χρησιμοποιείται ως εμπορευματοποιημένο αεροσκάφος υπάρχει εδώ και αρκετό καιρό και ο αγώνας για να το χρησιμοποιήσει πρώτος έχει ήδη ξεκινήσει.
Αυτή η έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο Επιστήμη Κίνα Φυσική, Μηχανική & Αστρονομία, has put the topic of hypersonic airplanes back into the limelight. During the testing and aerodynamic evaluations and experimentations, researchers scaled-down the model of the plane inside a specially designed wind tunnel. It was seen that the wings of the I Plane work well together to reduce turbulence and drag while continuously boosting the plane’s overall lift capacity. The lift in airplane terminology is referred to the mechanical aerodynamic force that directly opposes the total weight of an airplane and thus holds the airplane in the air. This lift is generated by every part of the airplane, example in most commercial aircrafts this lift is solely generated by its wings. The lift capacity of an aircraft is very important to keep it steady in the air. And drag and turbulence (caused by heat, jet stream, φέρουν πάνω από βουνά κλπ) είναι βασικά οι αεροδυναμικές δυνάμεις που αντιτίθενται και η κίνηση του αεροσκάφους στον αέρα. Έτσι, η κεντρική ιδέα είναι να διατηρήσουμε μια υψηλή και σταθερή ανύψωση και να μειώσουμε την αντίσταση και τις επιπτώσεις των αναταράξεων. Οι συγγραφείς ώθησαν ακόμη και το σχέδιο του μοντέλου σε επτά φορές την ταχύτητα του ήχου (343 μέτρα ανά δευτερόλεπτο, ή 767 μίλια την ώρα) και προς χαρά τους παρείχε σταθερή απόδοση, με υψηλή ανύψωση και χαμηλή αντίσταση. Ο σχεδιασμός του αεροσκάφους περιελάμβανε χαμηλότερα φτερά που φτάνουν από τη μέση της ατράκτου σαν ένα ζευγάρι αγκαλιασμένα χέρια. Και ένα τρίτο επίπεδο φτερό σε σχήμα νυχτερίδας εν τω μεταξύ εκτείνεται στο πίσω μέρος του αεροσκάφους. Έτσι, λόγω αυτού του σχεδιασμού, το διπλό στρώμα των φτερών συνεργάζεται για να μειώσει τις αναταράξεις και την έλξη όταν βρίσκεται σε εξαιρετικά υψηλές ταχύτητες ενώ αυξάνει τη συνολική ικανότητα ανύψωσης του αεροσκάφους.
Μεγάλες χώρες, συμπεριλαμβανομένης της Κίνας και των Ηνωμένων Πολιτειών, βρίσκονται επίσης στη διαδικασία ανάπτυξης υπερηχητικών όπλων και ενός υπερηχητικού οχήματος το οποίο θα μπορούσε να μηνύσει ο στρατός ως αμυντικό σύστημα. Αυτό είναι πολύ εμπιστευτικό και για να μην πω πολύ συζητήσιμο λόγω των απρόβλεπτων ορίων που θα μπορούσαν να επιτύχουν τέτοιες υπερηχητικές συσκευές. Η Κίνα στοχεύει επίσης σε ένα μελλοντικό υπερηχητικό αεροπλάνο που θα περιλαμβάνει μια αεροδυναμική σήραγγα που μπορεί να παράγει ταχύτητες έως και 36 Mach, καθιστώντας το το ταχύτερο πάντα. Αυτό μπορεί να αλλάξει το παιχνίδι και όλες αυτές οι εξελίξεις ταρακουνούν πραγματικά τα πράγματα στην υπερηχητική ερευνητική κοινότητα.
Τεχνολογικές Προκλήσεις
Αυτή η μελέτη, μέσω της αεροδυναμικής της σχεδίασης, αντιμετώπισε με επιτυχία τα προβλήματα που αντιμετώπιζαν προηγούμενα μοντέλα υπερηχητικών αεροπλάνων, ωστόσο η πραγματική επιτυχία θα επιτυγχανόταν αν το προχωρήσουμε από το εννοιολογικό στάδιο σε ένα πραγματικό. Προηγούμενα γνωστά υπερηχητικά οχήματα που έχουν αναπτυχθεί σε όλο τον κόσμο έχουν κολλήσει στο πειραματικό στάδιο λόγω των διαφόρων τεχνολογικών προκλήσεων που υπήρχαν και στην πραγματικότητα εξακολουθούν να υπάρχουν. Για παράδειγμα, κάθε αεροσκάφος που ταξιδεύει με υπερηχητική ταχύτητα θα παράγει τεράστια θερμότητα (πιθανόν να ξεπερνά τους 1,000 βαθμούς Κελσίου) και αυτή η θερμότητα θα πρέπει είτε να μονωθεί είτε να διασκορπιστεί αποτελεσματικά διαφορετικά θα μπορούσε να αποβεί μοιραία για το μηχάνημα και τους μεταφορείς του. Αυτό το πρόβλημα έχει αντιμετωπιστεί κατάλληλα πολλές φορές, για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας ανθεκτικά στη θερμότητα υλικά και επίσης ένα ενσωματωμένο σύστημα υγρής ψύξης για την εξώθηση της θερμότητας - αλλά όλα αυτά αποδεικνύονται τεχνικά μόνο στο πειραματικό στάδιο. Αυτές οι δοκιμές πρέπει να μετακινηθούν από την αεροδυναμική σήραγγα σε ένα ανοιχτό πεδίο (δηλ. πειραματική ρύθμιση σε πραγματικό περιβάλλον). Ωστόσο, αυτή είναι μια συναρπαστική μελέτη και θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για το μέλλον της υπερηχητικής τεχνολογίας.
***
{Μπορείτε να διαβάσετε την αρχική ερευνητική εργασία κάνοντας κλικ στον σύνδεσμο DOI που δίνεται παρακάτω στη λίστα των αναφερόμενων πηγών}
Πηγές)
Οι Cui et al. 2018. Υπερηχητικές αεροδυναμικές διαμορφώσεις σχήματος Ι. Επιστήμη Κίνα Φυσική, Μηχανική & Αστρονομία. 61(2). https://doi.org/10.1007/s11433-017-9117-8
