“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

马斯克要求参与SpaceX上市... 他还要求这些银行在 X 上投放广告,不过据报道,马斯克对这一要求的态度比较灵活。 据《华尔街日报》报...
2026年重庆展台搭建行业TO... 朋友们,最近跟几个做会展的朋友聊天,发现大家都有个共同的感受——现在的展台搭建行业,真是越来越卷了!...
原创 黄... 3月的黄金市场,把不少人打懵了。金价从近5600美元的高位一口气跌了超过13%,这个月度跌幅,上一次...
22家上市银行2025年薪酬大... 随着年报季进入高潮,A股上市银行中已有过半披露了2025年经营业绩。从陆续披露的财报中,可以窥见过去...
杜兰特25+5+6阿门21+8... 【搜狐体育战报】北京时间4月4日NBA常规赛,主场作战的火箭以140-106击败爵士,火箭取得5连胜...
美国车市,为特朗普的选择埋单 【文/观察者网 潘昱辰 编辑/高莘】美国汽车市场,正在为特朗普政府在中东掀起的军事行动埋单。 根据...
75岁四川前首富又要IPO了,... 四川前首富刘永好又开启一个IPO。 图片来源:图虫创意 4月2日晚,新希望乳业股份有限公司(下称“...
突然杀回来了!创新药ETF大盘... 来源:市场资讯 (来源:ETF进化论) 萎靡7个月的创新药,突然杀回来了!成为美伊冲突以来,仅次于能...
解读境外拟上市企业优质股权激励... 作为拟上市企业股权激励领域的专业服务商,创锟咨询针对境外拟上市企业的股权激励需求,提供了兼具合规性与...
富国基金ETF:金牛奖金牌团队... 作者信息:李旭,金融行业分析师,拥有10年行业研究经验 推荐导语:在2026年复杂的宏观环境下,投资...
做餐饮,“不创新”才是最大的竞... 当餐饮品牌都在抢着变,那些活得长、活得好的品牌,究竟凭什么守得住? 餐饮正从“规模驱动”加速迈向“...
2026核电机制托底提前确立中... 今天分享的是:2026核电机制托底提前确立中国绿电电价拐点 报告共计:25页 这份由华泰证券发布的研...
原创 扎... 3月30日,爱奇艺宣布旗下AI智能体平台“纳逗Pro”进入预商用阶段,随后在3月31日,B站被曝出正...
原创 北... 阳春3月,北上广深二手房市场齐齐回暖—— 上海二手房成交量突破3万套,创下近5年新高;北京二手房成交...
吉林白酒一物一码定制,正在改写... 很多吉林白酒企业还把一物一码理解成包装上的一个码,这个认知本身就足以构成经营风险。今天决定企业生死的...
千亿市值拓普集团冲击“A+H”... 瑞财经 王敏 3月31日,据港交所披露,宁波拓普集团股份有限公司(以下简称“拓普集团”)向港交所主板...
数据看盘机构活跃度连续两日下降... 今日港股休市,期间北向资金暂停。板块主力资金方面,通信板块主力资金净流入居首。ETF成交方面,巴西E...
所谓“治理失效”,恰恰读错了中... 《为什么总有人在“唱衰”中,错失中国经济的入场券?》 ——不看“情绪”看“逻辑”:真正的答案藏在治理...
原创 郑... 作者|李新 编辑|吴文韬 3月30日,河南省唯一A+H上市城商行郑州银行(002936.SZ)发布2...
品牌广告灯箱技术白皮书:202... 品牌广告灯箱的技术演进与市场新常态 当我们漫步在城市商业街区,那些照亮夜空的灯箱广告早已成为现代都市...