中科院教授讲解“高超声速飞行技术”

大洋网讯 9月25日，由广州市科协和广州市教育局主办的广州“院士专家校园行”活动在增城一中举行，中国科学院力学研究所研究员张德良教授，以《一小时内到达全球——我国高超声速飞行技术》为题，向学校师生介绍了我国在高超声速飞行研究方面的情况。

“高超声速飞行技术最关键的两项指标是速度与高度。”张德良介绍，高超声速飞行技术的速度必须达到声速5倍以上，即飞行速度每小时达到约6000公里。而现在常见的波音飞机、国产C919客机，都属于亚声速飞机。除了速度，高超声速飞行对高度也有要求：必须在20~80公里近地空间范围内进行全天候飞行。

一天内可环游世界

“如果能达到以上两个条件，真正实现高超声速飞行，从北京飞到纽约，只需要2个小时，一天之内可以环游世界。”张德良的描述引发了现场学生浓烈的兴趣。

高超声速飞行技术距离以上目标的实现，还有很长一段距离。“伴随着飞行速度的增加，当飞行速度超过声速时，空气被压缩，声波会叠加，最终形成冲击波，冲击波产生的波阻力增加，而且飞行速度越来越快时，波阻越来越大，飞机的设计和研制也越来越困难。到目前为止，飞机的飞行速度大约在2.5倍声速左右，飞机的设计和制造能力似乎已经达到极限，突破3倍声速飞行速度和20公里以上的飞行高度成为无数科学家希望突破的极限。”

研发难度大

热障是科学家们面临的第二个问题。张德良解释，飞行器在高速飞行中，机体表面温度急剧升高，这样的高温已经超过了铝合金的极限温度，会引起飞机构件的严重损坏，这种现象称为“热障”。在飞行速度超过2.2倍声速时，就必须考虑热障效应，如何突破机体材料承受的热障，也成为科学家们需要攻关的难点。

张德良进一步总结说，除上述这些问题外，其实还有其他一些问题需要研究和克服。例如，推进技术、热防护、一体化设计等关键技术，都受到不同程度的制约。“以推进技术为例，目前正在研制的超燃冲压发动机需要在一毫秒内完成燃料喷射、雾化、汽化、混合、点火、燃烧诱导、放热全过程，这个过程相当于在12级台风里划着一根火柴，难度可想而知。”因此，“目前高超声速飞行技术尚处于原理样机试验阶段。”

文/广报记者罗桦琳、荆淮侨 通讯员郑清艳

责任编辑：时鑫