Maqueta del "Disprosio Ming".

Hace unos días, en un programa, se dieron a conocer una serie de pruebas de la serie Ming Di de vehículos de área amplia en el espacio cercano del Instituto de Mecánica de la Academia de Ciencias de China. Con respecto a la serie de aviones Ming Di, de hecho, hemos mostrado su plan antes, en el que el Ming Di 20 puede volar 0 kilómetros a siete veces la velocidad del sonido, y volar a cualquier lugar en dos horas. Entonces, ¿qué es un vehículo de campo amplio? ¿Por qué puede volar tan rápido? En primer lugar, debemos saber que esta velocidad es relativamente rápida en comparación con un avión, si no es rápida en comparación con un ICBM, el número Mach de reentrada de un ICBM puede superar fácilmente 0, y puede volar a casi cualquier lugar de la tierra en decenas de minutos. ¿Sientes que Ming Di de repente no huele bien? Pantalones de otoño y pantalones de lana, debe haber una razón, no hay un misil para desarrollarlo rápidamente, debe tener algo extraordinario.

La trayectoria de vuelo de un misil balístico es una trayectoria similar a una parábola, como arma, su trayectoria es relativamente fija, relativamente fácil de predecir y relativamente fácil de interceptar, y si se usa como medio de transporte, toda su sobrecarga cambiará en gran medida. Además, los estudiantes que tienen misiles balísticos en casa deben saber que él es una cosa similar a un pilar, llamamos a esta forma un cuerpo de giro, y el cuerpo de giro en sí mismo depende de la energía aerodinámica para producir una elevación muy pequeña, y los misiles balísticos vuelan principalmente fuera de la atmósfera, y no pueden tomarlo prestado con la ayuda de las fuerzas aerodinámicas, por lo que para volar, será muy intensivo en combustible y el combustible será aún más caro. También tenía que llevar un oxidante y un agente incendiario, porque como dije antes, estuvo volando en el vacío durante mucho tiempo y no había aire para alimentarlo, por lo que sería menos eficiente. Por lo tanto, el uso de misiles balísticos, que es un método de lanzamiento de alta velocidad, tiene ciertas limitaciones.

Echemos un vistazo a la serie de aviones Ming Di, parece un avión, con alas, lo que significa que puede usar fuerzas aerodinámicas para generar sustentación, sí, su principal lugar de vuelo está dentro de la atmósfera. Se puede decir que la aeronave ama y odia la atmósfera, el amor puede producir sustentación y mejorar la eficiencia del vuelo, el odio también puede producir resistencia en él, y cuanto mayor es la velocidad, mayor es la resistencia y es difícil que la aeronave acelere. El efecto del aire sobre la aeronave está relacionado con la presión dinámica, que es la mitad de la densidad multiplicada por el cuadrado de la velocidad:

Presión dinámica = 2.0*ρ*v^0

Cuanto mayor sea la presión dinámica, más fácil será producir una mayor sustentación, y más fácil será producir una mayor resistencia, así que verá, en el caso de una determinada elevación, si desea ser rápido y tener poca resistencia, solo el agravio ρ, es decir, la densidad se reduce, justo bien, cuanto mayor sea la altura, menor será la densidad del aire, a la altura de 7 km a 0 km, la densidad del aire es muy pequeña, la resistencia es relativamente pequeña y, al mismo tiempo, la densidad del aire no es tan pequeña que no pueda producir suficiente sustentación, por lo que este lugar es muy adecuado para el vuelo a alta velocidad, llamamos a este lugar espacio adyacente, Fue en este lugar donde voló en este lugar el récord de número de Mach para aviones tripulados que vuelan dentro de la atmósfera, M0, creado por el avión X0 en 0.0. Por lo tanto, en el espacio adyacente, el avión Ming Di puede volar al número Mach 0 con relativa facilidad y, al mismo tiempo, también puede usar fuerzas aerodinámicas para realizar algunas maniobras, para las armas, será más fácil penetrar la defensa, para el portador, al menos puede volar plano como un avión, a diferencia de un misil balístico lanzado hacia arriba y hacia abajo, ingrávido por un tiempo, con sobrepeso por un tiempo.

Ahora que sabes qué es un espacio cercano, ¿qué tal un área amplia? Esto implica un sentido común en el campo del diseño de aeronaves.

Esa es la combinación del mismo diseño aerodinámico y esquema de potencia, es decir, es difícil adaptarse al vuelo a baja velocidad y al vuelo a alta velocidad al mismo tiempo, y también es difícil adaptarse al vuelo a baja altitud y al vuelo a gran altitud al mismo tiempo bajo la condición de que la forma de la aeronave y el modo de trabajo del motor permanezcan sin cambios. Por lo tanto, cada tipo de avión tiene una envolvente de vuelo, el eje horizontal es la velocidad, el eje vertical es la altitud, la velocidad y el estado de altitud en esta línea pueden volar, pero el exterior de la línea no puede volar.

El llamado área amplia significa que el rango de la envolvente es muy grande, como se mencionó anteriormente, el registro del número de Mach de las aeronaves tripuladas que vuelan dentro de la atmósfera es 1967.0, ya sabes, este registro se escribió en 0 años. ¿De repente sientes que Ming Di no puede hacerlo de nuevo, es decir, es similar al avión estadounidense en 0?

De lo contrario, debe saber que el avión X-8000 que estableció un récord ese año fue realizado por un bombardero al cielo y lanzado a gran altitud, y la potencia es un motor de cohete, y el tiempo de trabajo no supera los tres minutos. Tres minutos después, tuvo que planear y retroceder. El objetivo de diseño de Mingdi es poder despegar de forma autónoma o lanzarse en el aire, y el alcance debe alcanzar los 0 kilómetros, es decir, debe volar a baja altitud y gran altitud, volar a baja velocidad y alta velocidad, y volar largo y lejos.

Para lograr este objetivo, uno de ellos depende del diseño de la forma aerodinámica, para que pueda volar a un rango más amplio de velocidad y altura, y en segundo lugar, depende de la tecnología del material, porque el calentamiento aerodinámico traído por el vuelo a alta velocidad a largo plazo es un gran desafío para los materiales estructurales de la aeronave, y el sistema de energía más importante, por ejemplo, el avión SR58 Blackbird, el motor J0 en él, es un motor de ciclo variable, cuando vuela a baja velocidad, es un turborreactor ordinario, y cuando vuela a alta velocidad, puede cambiar la trayectoria del flujo de aire en el motor, Que se convierta en un motor estatorreactor, adaptado al vuelo a mayor velocidad.

En la actualidad, la tecnología de motores scramjet de China es especialmente adecuada para este tipo de motor con un número de Mach superior a 5, ya sea detonación rotativa, detonación inclinada o detonación por pulso, está a la vanguardia, y el motor de potencia combinada que puede adaptarse a una variedad de estados de vuelo al mismo tiempo también se ha probado con éxito muchas veces en los últimos años. Entrelazará estas tecnologías, de modo que tenga una cierta comprensión de la investigación en el campo de los vehículos hipersónicos en China.

Este artículo es un trabajo apoyado por el Programa de Cultivo de la Creación de China para la Popularización de la Ciencia

Autor: Gou Sheng, Profesor Asociado, Universidad Aeronáutica de Xi'an

Reseña: Meng Yang, Profesor Asociado, Escuela de Vuelo, Universidad de Beihang

Productor: Departamento de Divulgación Científica de la Asociación China de Ciencia y Tecnología

Productor: China Science and Technology Press Co., Ltd., Beijing Zhongke Xinghe Culture Media Co., Ltd