试飞需要较长时间,马由离开这块相对平整的场地,来到一堆礁石深处,隐藏好自己的身影,并从空间里拿出了一把躺椅、饮料等,背靠着一块岩石,惬意地半躺着。
脑海中星儿链接上三个地面卫星接收站,监控穿梭机的飞行状况。
穿梭机的通讯系统和卫星是采用的同样技术,谐振波传送很远,和三个地面接收设备,与星儿逐渐增强的非凡通讯能力,共同构建了一个数据链网络。
穿梭机以这座无人小岛为圆心,不断变换高度、半径绕圈飞行。
星儿则即时监控着所有飞行状态,尤其是动力系统、机体结构、机体外壳材质的变化和各种电子系统,加之为了验证飞行,装载了各种检测设备,数据处理量极为庞大。但因这台机载生物智脑,是全球所有计算机(含超级计算机)的算能的总和30倍。还安装了一套宇儿的专业飞行人工智能。
如此强悍的配置,处理飞行数据自然极为轻松。且试飞阶段还有星儿在指挥和辅助。生物智脑也能随时根据这些实验,学习进化。
常规试飞动作完成得很顺利。马由命令穿梭机升空到民航客机平飞高度之上、海拔2万米高空,进行大气层内超高速飞行。这里包含一个极为重要的技术,就是静音测试。
约10秒钟,穿梭机便从亚音速提速到5马赫,而且,马由在全力倾听的情况下,以他远超人类的敏锐听力,也仅仅只有微微的一点振动声。甚至比海浪冲击到礁石上的噪音还低。马由这下放心了。
穿梭机配置的“静音系统”,是马由特意为满足隐身进行的一个专门设计,包含了两种系统,一是突破音速后的音爆消除,二是动力系统的噪音的消除。若穿梭机有巨大的声响,哪能谈得上全面隐身。
飞行器静音设计,是一个十分复杂艰难的课题。许多国家在这方面投入了大量的人力物力,进行了长期研究。尤其是90年代中期以来,出现了一股继“协和”号和图-144之后的超声速客机研制热潮,米国、欧洲、罗刹、倭国等纷纷提出了各自的超声速、甚至高超声速客机方案。
但前世直到20多年后(21世纪20年代),也没有哪个国家得以彻底解决音爆等噪音问题。
而飞机的巨大噪音尤其是超音速音爆,引起了各国的关注。不断有环保人士提出抗议,许多国家陆续出台法律,禁止在其领空超音速飞行。正因为如此,图-144于1987年,从克里米亚飞往基辅,完成最后航班消失在人们视线外。唯一超音速“协和”客机,也将在6年后(2003)年10月24日全部退役。
但众多国家,没有放弃超音速客机的研发。
其中,前世米国在2016年2月,启动x-59超音速客机的研发。计划2022年测试飞行。设计巡航速度为142马赫,飞行高度16800米,力图将噪音低至75分贝的感知水平。
米国nasa参与了这个研发,并运用了其常年累积的各种技术。主要采用了“安静超音速技术”(quesst)。技术路线是通过完善气动外形来降低声爆。
传统的超声速飞机,其机身各处产生的不同强度激波在传播到地面的过程中会互相叠加,最终会形成较强的n形波,从而产生声爆效应。而x-59所采用的气动外形设计,则可有效避免机体各个部位产生的激波在传播过程中叠加,最终只形成一个强度较弱、对人耳不太敏感的s形波,由此可大幅削减声爆强度。
为此,x-59除采用了与“协和”以及图-144超声速客机类似的细长机身和大后掠角机翼外,还引入了一系列声爆削减措施,如机头细长尖锐,呈长矛状,可以将飞行中头部方向产生的强激波分解为多个弱激波。
在主翼前方安装有一对固定鸭翼,可以有效阻止机身各处产生的多个弱激波汇集成强激波。
采用了现代飞机上非常罕见的无风挡埋入式座舱,可以避免传统座舱结构对机身前部、中部气动外形的破坏,尽量保持整个机身外形的光顺平滑从而减少强激波的产生。
背负式进气道位于后机身上方,可以通过宽大的主翼对发动机进气口激波进行屏蔽;在垂尾顶部加装了一个微型平尾,可以在一定程度上削减尾部声爆信号强度。
此外,x-59尽管为超声速飞机,但其巡航飞行速度(a142)相对于“协和”和图-144超声速客机(二者巡航飞行速度均超过a2)较低,降低声爆强度也较后者更容易。
在马由看来,这种仅靠外形优化,来消减音爆的技术路线太过单一。且因其奇特的外形,牺牲了飞机其他方面的性能。包括增加了制造难度、提高了造价等。
而《星儿-97-1型》穿梭机,外形设计考虑了各种优化因素,有比x-59更有效消音的气动造型,还包括利用马赫截止现象,同时还兼顾了超高音速、太空飞行等需求。
前端没有通过浪费造价设计出一个长长的尖锐鸭嘴,来破除空气阻力。而是采用类似反重力技术,对机身和前端进行包裹一层力场。起到双重消音的效果。
另外,对动力系统的静音改造也极为彻底。
传统飞机的噪声组成,主要包括风扇前传声、风扇后传声、核心机噪声(包括高压压气机、燃烧室和高压涡轮)、涡轮噪声和喷流噪声;其中风扇噪声和喷流噪声是航空发动机的主要噪声源,风扇噪声包含离散单音、宽频噪声和多重单音,喷流噪声包含宽频噪声和宽带噪声。
穿梭机没有使用传统化学能源,少了众多噪音源中的核心机噪声以及因燃油发动机技术,必须的各种传动机械运行的噪音。
因有反重力装置,无需靠发动机解决升力,因此马由在设计时,采用了三台细小的压缩空气推进器,结合启动造型,隐藏在机身尾部两侧和顶部。没有传统飞机吊在机翼上巨大直径的发动机风扇。从而消除了风扇前传声、风扇后传声以及涡轮噪声和喷流噪声等。
其次,穿梭机不到10吨的重量和长度仅103米小巧的尺寸。即使不做任何消音设施,产生的音爆也较小。
匀速飞行了1个小时后,智脑反馈回来的各种数据极佳,没有任何隐患。
马由见状,下令继续加速,穿梭机大气层内飞行最高设计时速是10马赫,但第一次测试,马由还是相对保守,只用8马赫速度,在印度洋南侧上空,持续飞行了一个小时,所有测试表明穿梭机无论结构、动力系统、生命维持系统、通讯系统等,均十分稳定。
而且,在这两个小时5-8马赫的高速飞行中,机体表层产生了最高达700摄氏度高温,但瞬间被温差发电系统吸收,全部转换为电能。让表层材料稳定在摄氏100度以内,有巨大的耐温余度,穿梭机内部则保持22度恒温。
在大气层内完成了所有测试科目后,马由便命令穿梭机改变了飞行姿态,通过大气层航空发动机和反重力系统同时驱动,以6马赫的速度,向大气层外飞去,速度也逐渐加速到8马赫。
因为有反重力系统,穿梭机无视所谓地第一、第二宇宙速度等规则。25分钟后,穿梭机便抵达了据地面4000公里的高度后。关闭了大气层航空发动机,由2台等离子发动机驱动,10秒钟便达到了20马赫的速度,开始绕地飞行。
穿梭机姿态稳定后,机体弹出了太阳能帆板,开始能源补充。所有的测试设备也全部开启,进行各种太空环境中的运行实验。4小时后,穿梭机绕地飞行了2圈,开始下降到距离地面1200公里的低轨通信卫星高度,按事先设定的不同坐标,释放出两颗卫星。并一直伴随两颗卫星完全自我运行后,才独自飞行离开。
3个地面卫星接收系统,全部顺利链接并掌控了卫星,并开始各种卫星功能测试和实验。
穿梭机完成了太空部分的试航任务。收起了太阳帆板,缓缓将速度下降到6马赫,往大气层内降落。50分钟后,穿梭机顺利归来,平稳降落在刚才起飞的平地上,连尘土都没有扬起,极为宁静、轻柔。
星儿即刻对穿梭机所有设备、结构等进行扫描检测。马由则查看了穿梭机里装载的所有检测设备。他很关心内部在各种飞行状态下的维生系统运行状况。所有数据显示,穿梭机一切正常。
至此,马由自研的首款微型空天穿梭机,无人试航圆满成功。下一次,他就准备自己亲身试航。
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