据新华社报道,当地时间1月20日,特朗普正式宣誓就任美国第47任总统,这意味着美国真正进入“特朗普2.0时代”。而在同一天,中国曝光了下一代“空天飞机”,这意味着我国在超音速客机领域又一次实现了重大突破。
窜天石猴惊艳亮相
当天四川凌空天行科技公司在四川成都举办发布会,对外公布了下一代超音速飞机验证机“窜天石猴”。据悉,该款飞机的总长度达到7米,重量只有1.5吨,机身外壳呈现黑色涂装。
窜天石猴的飞行速度可以达到马赫4,大约是每小时4900公里。该款飞机之所以可以实现超音速飞行,是因为采用了先进的气动布局设计,整个机身的线条非常流畅,可以进一步降低飞行阻力,从而提高飞行效率。同时通过对结构设计的调整和材料性能的优化,该飞机的重量得到了比较好地控制,使得飞机可以实现高速飞行。
在高速飞行过程中,机身与空气的摩擦会导致飞机表面温度持续上升。对此,该款飞机在制造时采用了特殊的热防护材料,这种材料可以保证机身的坚固度,同时又可以耐高温。
除此之外,窜天石猴使用的是“筋斗云”高速冲压发动机,并且配备有双台发动机,可以保证飞机实现长距离飞行。在这些优越性能的支撑下,该款飞机理论上可以在三小时内到达全球任何地方。
按照四川凌空的计划,该款飞机的加工制造将在2026年完成,此后将会进行首次试飞。而该公司选择在1月20日举办发布会,显然是想借此机会告诉大洋彼岸的美国,无论有无其他国家阻止,中国企业都会不断加快超音速飞行技术研究,助力中国从航天大国迈向航空强国。
超音速飞机有多厉害
事实上,近年来包括中美等国家在内都在加快超音速客机的研究步伐。除了波音等传统航空巨头之外,还有很多民营初创企业也选择押注超音速客机。
超音速飞机就像是“带着翅膀的火箭”,其与普通飞机有很大区别。通常飞机的飞行高度在20公里以下,飞船的飞行高度在100公里以上,而在20公里到100公里这个区间,则是超音速飞行器的舒适区。比如,上文所提到的窜天石猴便可以在20公里的空间飞行。
以伦敦飞到悉尼为例,这条航线直飞航程是1.78万公里左右,当下民航客机从伦敦飞往悉尼需要花费19个小时,而如果换成飞行速度为马赫5的超音速飞行器,那么全程只需不到三小时。也就是说,如果未来民航客机全部换成超音速飞机,到时往返世界各地的时间将会大大缩短。因此,自从提出以来,超音速飞机一直是世界各国关注的焦点。
但是,要想让一个数吨重的庞然大物在空中实现数倍音速飞行,这显然不是一件简单的事情。其中最大的难点是发动机,目前这一方面比较先进的技术是超燃冲压发动机。
该款发动机可以在启动过程中高效获取氧气,并且还可以实现在超音速飞行中稳定燃烧,进而为飞机提供持续且稳定的强大推力。更形象一点来讲,这个过程就好比你在狂风中点燃一根火柴,所以普通的发动机已经无法满足需求,需要研究更加先进的超燃冲压发动机。
除此之外,制导和控制技术也是研究高超音速飞机的难点。该技术就好比保障飞机精准飞行的“大脑”,其关系到飞机在大气层中能否严格按照预定轨迹飞行。因此该技术要求可以在复杂的大气环境中,不间断地获取飞机的位置和速度,并且根据实际情况,适当对飞机的飞行状态进行调整。
由此可见,超音速飞机的研究难度在航空领域可以说是天花板级别。目前美国波音、欧洲宇航局等已经推出超音速客机的方案,英国有企业正在倾尽全力打造全电动或混合电力的高超音速民用飞机。俄罗斯则专注于打造高超音速货运无人机,据悉,该款无人机的飞行速度可以达到15马赫,这意味着该款无人机可以在极短的时间内将货物运输到世界各地。
而目前四川临空是中国研究高超音速民用飞机的佼佼者,早在2024年10月,该公司已经顺利完成“云行”系列超音速飞机验证机试飞。而除了上文提到的窜天石猴将在2026年实现首次飞行之外,四川凌空的“齐天大圣”高速客机将在2030年迎来原型机首飞。
从四川凌空的试飞计划可以看出,中国距离超音速客机真正翱翔蓝天已经不远了,甚至可以说已经走在该领域前列。也相信随着四川凌空等一众企业的努力,未来中国航天将继续勇攀高峰!