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NASA/洛克希德·馬丁公司 X-59 QueSST 項目的潛力和前景

作者:人生箴言與繪畫6M6B

#挑戰30天在頭條寫日記##所見所聞,都很科學#​##X-59#​

NASA/洛克希德·馬丁公司 X-59 QueSST 項目的潛力和前景

X-59飛機的設計

NASA希望重振超音速客機為此近年來制定了QueSST研究計劃,旨在創造一種先進的超音速飛機外觀,消除前身的缺陷。作為該計劃的一部分,洛克希德·馬丁公司研制了一架X-59實驗飛機。并進行了幾個月的飛行測試,便于新解決方案技術的潛力改進。

研究項目

NASA的QueSST(靜音超音速技術)項目開始于本世紀初。其目的以最小的噪音制造超音速飛機。首先他們制定了計劃消除超音速飛行中的音顫的計劃。

直到15年,NASA一直在進行必要的研究,并研究不同的空氣動力學模式和布局。在2016年NASA邀請洛克希德·馬丁公司參加QueSST的項目。首先必須利用收集到的技術資料,開發出一個初步的實驗飛機,以便随後進行測試。

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X-59在風洞中

該項目開發于2018-2019年完成,後來獲得X-59代号。同時在帕姆代爾的洛克希德-馬丁工廠開始制造實驗驗證機。制造公司定期報告制造的執行情況-飛機結構逐漸完成,并安裝了元件和裝置。

2023年6月初X-59的組裝完成。飛機從工廠飛行測試場。在不久的将來,所有機載系統将進行測試和調整,之後将開始全面的地面測試。NASA和洛克希德·馬丁公司計劃在年底前進行第一次飛行測試。以後将耗費數幾年的時間進行飛行測試,以便确認飛機的性能。

特色外觀

X-59 QueSST飛機是一種特殊設計的單座單引擎飛機。飛機的外觀是根據收集的科學資料從零開始開發的。在這種情況下,一些機關為了友善制造,借用了現有的裝置。例如,駕駛艙的元件取至T-38教練機,起落架取至F-16。

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X-59飛機總長29米,翼展9米,高度4.25米。最大起飛重量達到14.7噸。它能夠加多達4.4噸燃料和300公斤科學儀器。

X-59飛機具有水準前緣的長鼻錐的整流罩。整流罩幾乎占飛機總長度的三分之一。發動機短艙位于機身上方的尾部。

該試驗飛機配備了通用電氣F414-GE-100渦輪噴氣發動機的改進版,具有不同的控制系統。這種發動機的加力推力達到10WN。這飛機可以在16公裡的高度能夠在1.42馬赫的巡航速度和1.5馬赫的最大速度飛行。

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建造試驗飛機

X-59的駕駛艙配備了特技飛行所需的裝置。為了優化空氣動力學,飛機沒有突出的燈。在整流罩的頂部和底部安裝了External Vision System(XVS)和Collins EVS3600視訊系統,進而彌補了遮陽闆的不足。來自多個錄影機的視訊信号被組合成一個共同的圖像,并被顯示到飛行員面前的螢幕上。

挑戰和解決辦法

X-59 QueSST項目有幾個主要任務,涉及測試和開發新的技術。首先,必須檢查飛機的外觀是否在所有設計模式下飛行并達到預定速度。除此之外他們還将研究空氣動力學并确定沖擊波的真實資料。在所有階段的測試階段,将測試原始的監視系統。

在QueSST計劃的早期,NASA和洛克希德·馬丁進行了大量的研究,并形成了最佳空氣動力學結構。在這方面,實驗機X-59的飛行能力與設計性能相符。取代傳統設計的監視系統也可能符合預期,但不應排除測試後會改進。

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X-59為了實作“靜音”超音速飛行減少聲震需要對機身特殊設計。鼻整流罩的平坦前部應該改變形成的密封跳躍的形狀,并減少産生的噪音。

根據計算,優化的空氣動力學将減少飛行過程中的噪音。典型的飛機在超音速飛行中産生的沖擊波為100-110分貝。對于X-59,在高空飛行時,該參數将減少到70-75分貝。

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完成的X-59從工廠轉移到測試場

此外,飛機的不尋常外觀在風洞中進行了測試,證明了其潛力。事實上,現在的問題隻是鞏固科學成果——并開始研究技術問題。

切實可行的前景

X-59僅用于實驗測試。但是NASA計劃的是将目前QueSST計劃的經驗應用到未來的航空技術項目中。其成果将會使民用航空的靜音超音速客機出現。然而到目前為止,還不能給出開發和上線的大緻時間。

QueSST的發展可能會引起航空業的興趣,但它實作還有一些困難。使現有的解決方案适應未來的項目還需要努力和更多的研究。

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困難主要來自特殊的機身設計。實驗飛機可以采用流線型機身,但完整的飛機需要大的内部空間。為了保持所需的性能,這種機身的長度與橫截面的比率應該在一定的範圍内-并且直徑的增加也需要增加飛機的長度。

同樣的問題也可能出現在推進系統的縮放中。X-59上的一個引擎安裝在一個流線型的機身中。更大或更多的發動機可能會破壞最初的空氣動力學性能。

另外,鴨嘴型整流罩,這是新空氣動力學方案的基本組成部分。通過提高飛行性能,這種裝置增加了飛機的總長度,并使其在機場的操作複雜。此外整流罩将無法用于容納大量的單元和子產品-以避免破壞平衡。

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駕駛室内部。顯示器取代頂棚

可以推測,QueSST的發展一般不會在軍用飛機上得到應用。對于戰鬥機來說,沖擊波并不是一個明顯的問題。空氣動力學優化的想法和原始的光電系統将是有用的。

新嘗試

民用超音速飛機在正常航線上的營運在20年前就停止了。盡管它們的所有圖-144和英法協和式飛機優勢無法與亞音速飛機競争-它們被證明更經濟,更安靜,更舒适。然而,飛機制造組織者繼續緻力于民用超音速發展,實施研究計劃并提出各種項目。

NASA和洛克希德·馬丁正在進行的QueSST計劃本質上是振興民用超音速航空的又一次嘗試。NASA的主要目标是消除超音速飛機的主要缺點之一,即沖擊波。

NASA想找到解決這個問題的方法,然後在洛克希德·馬丁公司的幫助下,将其融入到一個實際項目中。這的想法已經在實驗機條件下進行了測試,實驗飛機的飛行試驗很快就會開始。X-59是否不辜負人們的期望并影響民用航空的發展,将在未來變得清晰。

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