最新的超音速研究：测试物体飞行的速度快于声音速度的10倍

西南研究院的两级轻气枪的圣安东尼奥总部是一个专注于超音速飞行条件的新研究。

西南研究所工程师正在推进研究人员了解过高度飞行的内容。在2019年联合军队 - 纳斯航空航天航空公司（Jannaf）推进会议上提出了一项新的研究，描述了在Swri的Swrio San Antonio总部进行的一系列测试，阐明了未来飞机可能经历的速度超过声音速度的10倍的条件。

“超声速度被定义为声音或大于马赫5的速度的五倍。当速度快速飞行时，空气将在该研究的牵头作者尼古拉斯J. Mueschke表示，“Swri的Nicholas J. Mueschke说。“车辆创造的冲击波背后的一些点比太阳的表面更热。基本上，它通过这种奇怪的化学环境飞行，导致任何行驶的东西才能加热，融化和与空气进行化学反应。“

因为环境是如此独特的，重新创建现实的飞行条件，以测试超音速飞行的车辆是一项挑战。风隧道可以匹配一些条件，但不要复制超音速车辆在真正的飞行环境中经历的化学效果。Mueschke和他的同事利用SWRI的两级轻型气枪系统来模拟超声波的飞行条件。

这是从5.1 km / s（Mach 14.8,11,400英里/小时）的两级轻型气枪发射的锥形飞行体的高速视频图像。从飞行物体上剥离的材料是如此热，这是发光，允许在飞行中拍摄的物体。

枪系统旨在产生高达7公里的高速度（15,660英里/小时）。系统本身是22米（72英尺），传统上用于研究弹道学。

SWRI工程师使用枪系统从马赫10到15的速度推动物体，以研究超声波飞行条件如何影响各种材料和几何形状。

“这里的目标是检查这些空气动力学不稳定的射弹如何对这种极其强烈的化学环境做出反应，”Mueschke说。

Mueschke和他的同事正在努力了解这些较小的射弹的飞行如何复制全规模车辆经验的真正的超音速飞行条件。这可以实现，因为光气枪飞行范围可以模仿广泛的飞行高度，同时还提供声学和化学上的飞行环境。

由Mueschke共同撰写的研究描述了一系列测试。他们证明，通过不同的等效飞行高度飞行不同形状的小物体，它们可以观察由于湍流边界层转变和复杂的冲击波相互作用的全尺寸车辆上发生的强烈加热和车辆材料损失。

“我们不仅仅是展示新的研究能力，”Mueschke说。“这项研究将有助于我们解决与超音速飞行相关的材料问题，这是明天技术的第一步。”