12马赫高超音速飞行器诞生,澳大利亚制造!

澳大利亚某公司在高超音速飞行器的研发上有了新的突破!
能够达到12马赫飞行速度的可重复使用技术已经诞生,并在澳大利亚制造。

长期以来,澳大利亚坚持追求高速工程现在正在获得回报。
总部位于布里斯班的Hypersonix Launch Systems已从澳大利亚政府获得赠款,款项将用于开发世界上第一架完全可重复使用的飞机,其飞行速度高达音速的12倍。
最终目标是制造一种能够将卫星送入轨道的多任务自动驾驶飞行器,同时只排放水蒸气作为废气。
花了几十年的努力才走到这一步。
自1989年进行首次扰流式喷气式飞机地面测试以来,澳大利亚国防、科学和技术集团(DST)和大学部门一直在坚持这项技术。HyShot飞行测试计划于2022年飞上天空。HIFiRE 7氢燃料的扰流式飞机已于2015年上岗飞行。
新的DART CMP无人机将是与南昆士兰大学共同开发的完整技术演示包。其核心将是一台3D打印的斯巴达氢燃料扰流喷气发动机。但这必须安装在澳大利亚制造的具有相关控制表面和飞行航空电子设备的机身上。
高超音速推进是一个竞争激烈的领域。100多家公司正在国际上应对这项技术,但Hypersonix希望其氢燃料的3D扰流喷气式飞机组合在竞赛中获胜。
现在,在一系列高速控制飞行项目失败后,它引起了美国的注意。澳大利亚的高超音速优势是其对AUKUS技术共享国防合作框架的关键贡献。
精益的绿色机器
与火箭不同,扰流式飞机从大气中吸收可燃氧气。这使他们必须携带的重量减少了约60%。斯巴达发动机燃烧氢燃料的过程会排放水蒸气,而不是二氧化碳作为其废气。如果这种氢气来自可再生能源,可重复使用的3D打印扰流电机将特别“绿色”。
但高超音速飞行很难实现。而且更难维持。
扰流发动机本身的内燃温度大于1000°C。机身是另一个挑战,因为它需要吸收相当大的压力和热量。
Hypersonix联合创始人Michael Smart博士表示,斯巴达发动机设计的优势在于它没有移动部件,这是潜在的故障点。“他们不仅仅是使用冲击波和空气本身来制造燃烧,而不是所有的转动叶片和压缩机”。
这使得发动机更具弹性、可靠性和可重复使用性。
该发动机可以关闭和打开,使飞行器能够像鹅卵石一样在水面上“跳过大气层”。这允许飞行器使用最少的燃料长途跋涉。
Hypersonix模拟了其扰流发动机和DART机身将如何以超过5马赫的速度运行。它还通过一系列高超音速冲击隧道测试得到了验证。现在,它需要适当的制造技术来将发动机及其机身变成现实。
这就是联邦政府新赠款发挥作用的地方。它旨在赋予澳大利亚生产所需先进材料的主权能力。这包括现代高温氧化物陶瓷基复合材料,这些复合材料有望比钛和其他高温合金更具成本效益。
演示者
Hypersonix目前正在组装其DART AE 3D打印演示机。后续的DART CMP将专注于集成复合材料。
“AE代表添加剂工程(或3D打印),是澳大利亚已有的高温合金的完全3D打印版本”。
使用3D打印意味着斯巴达发动机的构造既更便宜,又具有更弹性。它能够维持大约1500°C。打印一个新的发动机只需要三周。
自主技术演示器计划在5马赫至12马赫之间飞行500多公里。它还必须能够控制其速度和飞行状况,并返回着陆点。
DART AE将于2023年推出。新的DART CMP项目将于7月开始。
南昆士兰大学高级工程和空间科学研究所执行主任Peter Schubel教授表示,他的团队将开发和测试新工艺所需的超高温复合材料和涂层。
“他们在液体成型技术、自动纤维放置、拉挤和异国情调材料的长丝缠绕能力方面的专业知识使该项目能够开发出革命性的结构”。
但并非所有关于DART的东西都可能是定制的。其氢燃料箱可能是一个现成的油箱,用于氢动力卡车和重型车辆,因为它们已经具有很高的弹性。

4月6日,澳大利亚总理斯科特·莫里森、美国总统乔·拜登和英国首相鲍里斯·约翰逊充实了他们的AUKUS国防技术合作计划。开发高超音速飞行技术在榜单上名列榜首。
人们普遍认为,在美国多年的项目失败后,俄罗斯和中国在这个领域拥有了技术优势。莫斯科声称对乌克兰境内的目标使用了此类武器。
美国空军部长弗兰克·肯德尔去年年底表示:“军备竞赛不一定是为了增加人数,而是为了提高质量”。“这是一场已经持续了相当长一段时间的军备竞赛”。
长久以来,军备竞赛一直是我国的立国和强国之本。
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