美國西南研究所聖安東尼奧總部的二級輕氣炮在高超音速飛行條件的新研究中發揮了作用

美國西南研究院的工程師正在推進研究人員對高超音速飛行的了解。在聖安東尼奧總部進行的一系列測試闡明了未來飛機可能經歷的超過聲速10倍飛行的條件。

主要研究人員尼古拉斯·J·穆施克博士說：“ 高超音速被定義為高於聲音速度的5倍或大於5馬赫。 當物體以這種速度飛行，空氣會在飛行器周圍發生化學分解。其中產生的衝擊波比太陽表面還要熱。從本質上講，飛行器在這種奇特的化學環境中飛行，導致通過它的任何物體產生加熱，熔化並與空氣發生化學反應。”

由於該環境是如此獨特，因此重新建立現實的飛行條件以測試飛行器的超音速飛行是一個挑戰。風洞可以滿足某些條件，但不能複製高超音速飛行器在實際飛行環境中會遇到的化學作用。穆施克博士和他的同事利用西南研究院的二級輕氣炮系統模擬高超音速飛行條件。

這是圓錐形飛行器的高速視訊影象，是由兩級輕型氣槍發射的，速度為5.1 km / s

二級輕氣炮系統旨在產生高達每秒7公里（15660 mph）的極高速度。該系統本身長22米，通常用於研究彈道學。

美國西南研究院工程師使用二級輕氣炮系統以10馬赫至15馬赫的速度推進物體，研究高超音速飛行條件將如何影響各種材料和幾何形狀。從飛行的物體上剝離下來的材料非常熱，會發光，從而可以在飛行中對物體進行拍照。

穆施克博士說：“這裡的目標是研究空氣動力學如何對這種極端激烈的化學環境做出反應。”

高超音速熱動力學實驗

穆施克博士和他的同事們正在努力了解這些實驗飛行如何複製全尺寸飛行器所經歷的真實高超音速飛行條件。之所以能夠做到這一點，是因為二級輕氣炮的飛行範圍可以模仿大範圍的飛行高度，同時還可以提供聽覺上和化學上原始的飛行環境。

這項研究證明，通過在不同的等效飛行高度上飛行各種形狀的小物體，研究人員可以觀察到由於湍流邊界層過渡和複雜的衝擊波相互作用，而在全尺寸飛行器上產生的強烈熱量和車輛材料損失。

穆施克博士說：“我們不只是展示一種新穎的研究能力，這項研究將幫助我們解決與超音速飛行相關的物質問題，這是邁向未來技術的第一步。”

美國西南研究院是美國曆史最悠久、規模最龐大的獨立非營利性質應用技術研發機構，總部位於美國得克薩斯州聖安東尼奧，由美國石油業大亨湯姆·斯利克在1947年所創立。西南研究院在眾多科學領域中享有較高的國際聲譽，為工業界和政府機構提供各類科研開發、工程和試驗技術諮詢服務。應用多學科的綜合途徑來解決科學和應用技術中各種複雜的問題。其下屬的11個研究所擁有僱員3000多名，研發領域涉及化學工業、航天電子及資訊工程、資料自動化、應用物理、空間技術與工程、機械與材料工程等各個學科，並在美國各地、中國和英國設有辦事處。