공기 역학 :
1. 충격파 :초음속 속도에서 항공기 주변의 공기 흐름은 강한 충격파를 만듭니다. 이 충격파는 강렬한 열을 발생시키고 항공기의 안정성과 제어를 크게 바꿀 수 있습니다. 이러한 극단적 인 조건을 견딜 수 있도록 특수 재료와 디자인이 필요합니다.
2. 경계층 :항공기 표면과 접촉하는 얇은 공기 층인 경계층은 과도한 속도에서 극히 얇아집니다. 이로 인해 공기 흐름이 표면에서 분리되어 리프트가 손실되고 드래그가 증가하는 경계층 분리로 이어질 수 있습니다.
3. 제어 표면 :플랩 및 에일러론과 같은 기존의 제어 표면은 과도한 속도에서 덜 효과적입니다. 대신, 안정성과 기동성을 유지하기 위해 움직일 코 원뿔, 반응 제어 시스템 (RCS) 및 공기 역학적 형성과 같은 고급 제어 기술이 사용됩니다.
추진:
1. 스크 램 제트 :초음속 속도에서 기존 제트 엔진은 비효율적입니다. 스크 램 제트 (초음속 연소 램 제트)는 초음속 비행을 위해 설계된 특수 엔진입니다. 스크 램젯은 고속 공기 흐름을 사용하여 들어오는 공기를 압축하여 기계적 압축기가 필요하지 않습니다. 그런 다음 연료를 주입하여 점화하여 추력을 발생시킵니다.
2. 로켓 :로켓은 과도한 속도를위한 또 다른 필수 추진 기술입니다. 그들은 항공기를 과도한 속도로 가속화하고 그 속도에서 비행을 유지하는 데 필요한 추력을 제공합니다. 로켓은 액체 또는 고체 연료와 같은 추진제를 사용하여 연소를 통해 추력을 생성합니다.
3. 결합 된 시스템 :일부 초음파 차량은 스크램 제트와 로켓의 조합을 사용합니다. 스크램 제트는 지속적인 초음속 비행에 사용되며 로켓은 고속 기동 중에 초기 가속 및 보조를 제공합니다.
도전과 한계 :
1. 열 관리 :고속은 공기 마찰로 인해 막대한 양의 열을 생성합니다. 고급 열 보호 시스템 (TPS)은 항공기와 그 구성 요소를 극한 온도로부터 보호하는 데 중요합니다. 이 TPS 재료는 섭씨 수천도를 초과하는 온도를 견딜 수 있어야합니다.
2. 재료 :초음속 속도의 극한 조건은 탁월한 강도, 경량 및 고온에 대한 저항력으로 재료를 요구합니다. 고급 복합 재료, 세라믹 및 고온 합금은 일반적으로 과도한 항공기 건설에 사용됩니다.
3. 연료 효율 :초음속 비행에는 상당한 양의 에너지가 필요합니다. 강렬한 열과 고속이 추진 시스템의 효율에 영향을 미치기 때문에 연료 효율을 달성하는 것은 중요한 과제입니다.
4. 비행 제어 :과도한 속도에서 안정성과 제어 유지는 매우 복잡합니다. 공기 흐름의 변화에 빠르게 반응하고 정확한 기동을 제공 할 수있는 고급 비행 제어 시스템이 필수적입니다.
요약하면, 초음속 속도에서 일하는 비행기는 공기 역학, 추진, 열 관리, 재료 및 비행 제어와 관련된 독특한 문제에 직면합니다. 이러한 과제를 극복하려면 고급 기술과 혁신적인 엔지니어링 솔루션이 필요합니다. Hypersonic 비행은 항공의 경계를 밀고 군사, 우주 탐사 및 고속 운송에 잠재적 인 응용 프로그램을 제공합니다.
