“飞行器如何在上层大气层机动飞行”?专家这样说
admin
2023-11-14 14:12:31
0

来源:环球时报

【环球时报报道 记者 刘扬】在上月举行的第二十五届中国科协年会主论坛上,中国科协发布了2023重大科学问题(10个)等重大研究课题,包括“如何实现飞行器在上层大气层机动飞行”在内的前沿科学问题入选引发关注。《环球时报》就此采访了中国航天空气动力技术研究院(以下称航天十一院)的相关专家。

航天十一院沈清研究员表示,作为我国空气动力事业发源地,航天十一院的科研人员开创性地提出了“上层大气层空气动力学”概念并进行了相关探索,这项研究将突破传统空气动力学的局限性,带来颠覆性技术创新发展,带动空间飞行器与应用的重大科技进步。

1946年钱学森从空气动力学观点总结出了有关稀薄气体的研究成果,指出在几十公里高空飞行时将会遇到稀薄气体动力学问题。他提出稀薄气体动力学中3个流动领域的划分,为研究稀薄气体动力学作了开创性工作。77年后,航天十一院的科研团队在稀薄气体动力学领域积累了丰富的理论研究和工程应用经验,解决了火星探测、探月工程等国家重大工程中的稀薄气动问题。

沈清表示,“站在前人的肩膀上,研究团队将视野前瞻到了距离地面100-300公里高度(主要是100-200公里)这个人们一直想利用而无法利用的空域,这就是我们提出的‘上层大气层空气动力学’概念”。

为什么要研究上层大气层空气动力学?《环球时报》记者从航天十一院了解到,距地面20公里以内的大气层,是各类飞机的“地盘”,到了20-100公里高度,高超音速飞行器大显身手,高度超过300公里的外太空,飞行器可以绕地球卫星轨道飞行,唯独100-300公里高度,残留的空气使飞行器无法持久飞行,因此这部分空域一直无法被利用。

据介绍,这一空域大气密度极低,在传统的空气动力学理论下,不足以产生维持其在该空域飞行的升力,又存在不可忽视的阻力,而上层大气层空气动力学发展缓慢,尚不满足这一空域飞行器的发展需求。研究一旦取得突破,将带来颠覆性影响,形成新的科学技术体系,做到上层大气层空域的有效利用,带动对地观测、通信等关系民生和国防的重大科技进步,填补在此空域飞行的飞行器空白。

要实现飞行器在上层大气层机动飞行,最需要攻克哪些挑战?专家表示,在100-200公里低/超低地球轨道大气环境条件下,阻力系数和大气密度是飞行器气动力难以预测的最大影响因素,超低阻气动构型是飞行器在这一空域实现长期驻留运行的前提条件,这些难以预测的因素使得低阻气动外形无法设计。依据现有的空气动力学理论,稀薄流区飞行器的升阻比很低,摩阻在总阻力中所占比例很高,不满足低阻飞行器研制需求,需要研究上层大气层空气动力学新理论,揭示其与飞行器作用机理,依据分子与分子、分子与表面的碰撞本质,寻找在这一空域长期驻留的飞行器气动布局。上层大气层空气动力学研究的关键难点和挑战性,体现在它的多尺度特征及多场耦合方面,也是它区别于传统空气动力学的主要方面,例如,气体分子和固体表面的相互作用。新的气体与表面相互作用模型主要采用分子动力学模拟进行构建,目前处于探索阶段,面临的问题是受限于时间和空间尺度的局限性,尚未获得正确性验证。

目前我国的相关研究进展如何?据沈清介绍,研究团队提出了新飞行原理——混合轨道空间机动飞行,开展了四大课题研究,设计新飞行器气动布局、新飞行轨道和控制方式、新材料和结构,并通过我们自己的风洞进行试验验证。

相关内容

热门资讯

市值超4000亿元银行公告:行... 每经编辑:张锦河 12月30日,中信银行(601998.SH,股价7.62元,市值4240.2亿元)...
雷军宣布:跨年当晚直播拆YU7 小米创办人、董事长兼CEO雷军宣布,将于12月31日晚8点做一场跨年直播。 雷军30日午间在其个人微...
原创 美... 美国经过深思熟虑后,终于确定了对中国“动手”的时间,定在18个月后。 美国贸易代表办公室在23日发布...
东方证券联合上交所成功举办“科... 2025年6月18日,由上海证券交易所、东方证券股份有限公司与珠海上市公司协会联合主办的“以投资者为...
A股三大股指涨跌互现,人形机器... A股三大股指12月30日集体低开。早盘两市窄幅震荡整理,午后直线拉升后股指维持高位震荡行情。 从盘面...
东方证券联合上交所开展“我是股... 为持续引导投资者树立股东意识,积极行使股东权利,提升上市公司投资者关系管理水平,营造理性投资、价值投...
5.95亿定增告吹,京投发展资... 12月29日,京投发展(600683.SH)发布公告,2024年度向特定对象发行股票事项终止。 本次...
原创 美... 文 |求知 编辑|求知 美国早在2024年就宣布,将于2027年6月开始对中国出口的半导体产品加征关...
原创 特... 美国突然宣布将在18个月后对中国半导体加税,虽然看似是强硬表态,但其实背后反映了美国在战略上的一些无...
通用GPU厂商天数智芯启动招股... 12月30日,国内首家通用GPU厂商天数智芯(09903.HK)正式启动招股,计划在香港联交所主板上...
原创 雷... 小米第一次冲击7999元超高端市场,就交出了封神答卷!小米17Ultra首销战报出炉,徕卡版占比直接...
国际集运开启跨境物流新纪元,推... 国际集运正成为跨境物流的核心力量,它通过优化运输网络和提高服务质量,让消费者能够更方便地购物。随着全...
以“五篇大文章”助力实现金融强... 2025年,中国经济正处于充满挑战与转机的关键阶段,整体运行稳中向好,但结构性矛盾依然突出,尤其是投...
2025年度理财关键词出炉!黄... 潮新闻客户端 记者 张云山 王韵鸥 2025年,存款利率步入“0字头”,金价屡创新高,大众理财意识正...
上市四年半 雷尔伟IPO募投项... 12月29日,雷尔伟(301016)披露部分募投项目延期的公告。 经公司第三届董事会第十一次会议审议...
和讯投顾李聪:指数强势与情绪题... 12月30日盘前,指数依然表现强势,迎来了九连阳。回顾今年4月和8月的两次八连阳之后,市场都曾再度上...
贵州铜仁:千万元消费“礼包”激... 12月29日,笔者从贵州省商务厅举行的2026年全省重点促消费活动专题吹风会上获悉,铜仁市将紧扣高质...
原创 邀... 记得今年年初,一款名为Manus AI应用一夜之间在社交媒体上刷屏,小柴当时一觉睡醒,朋友圈里的媒体...
ETF总规模突破6万亿元后,产... 统一的命名格式将极大地提升市场的透明度,为未来更多创新型ETF产品的发行预留清晰的命名空间,避免存量...
人气火爆!大咖云集!前沿干货!... 大会人气火爆,吸引近千名各界精英到场参会 产业互联网大视野消息 冬日的日照暖意融融,产业创新的热潮涌...