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《走向空天一体的新技术》⑦超音速飞机如何解决导航定位问题?

来源:科普中国-军事科技前沿2021-10-20 11:36

    我们知道高超音速飞行器它的飞行速度,起码要超过音速的5倍,甚至有一些要超过音速的20倍。那么在这样的一个飞行状态下,它的表面温度会非常高,因此它的传感器的配置,以及操纵控制都会带来一系列的问题。比如说有人驾驶的高超音速飞行器,例如空天飞机,人在座舱里一定要向外观察,但是如果你飞行速度太高了,你这个玻璃,无论是明胶玻璃还是普通那种航空玻璃,恐怕都不能够承受这些高温。因此在很多飞行状态下,必须要有抗高温的这些板材把它盖上。那么盖上以后,你看不见外界,你怎么来操纵飞机这就是一个问题了。

《走向空天一体的新技术》⑦超音速飞机如何解决导航定位问题?

    一般的军用飞机也好,民用飞机也好,它们如果看不到外界,还可以利用其他的传感器,比如说雷达、测高仪、测速的这些装置,还有光学和红外的一些传感器,来观察外界。那么高超音速飞机,它就很难来配置这些东西,比如说它机头温度很高,达到1000度2000度,你用雷达探测外界恐怕就会有问题,特别是在它机头这个位置,产生了等离子体以后,基本上电磁波向外传送就很困难了,因此需要采用一些新的方法来感知周围的环境,一个是需要采用一些特殊手段,想办法突破黑障,还有的就是避开黑障,和地面或者是其他的空中平台进行相应的沟通。

    除此之外,它的导航定位也会带来一系列问题,比如说现在的飞行器都很喜欢使用卫星导航定位系统,但是在高速飞行,特别是高超音速状态下,你如何收到卫星信号,这就是一个问题了。那怎么办呢?有时候你还必须依靠传统的惯性导航装置,利用陀螺以及新型的光纤陀螺来给你导航定位。当然惯性导航有个问题,随着飞行时间延长,它的误差会增大,还需要其他的一些导航装置,为它进行辅助修正。

《走向空天一体的新技术》⑦超音速飞机如何解决导航定位问题?

    当然这样的飞行器即使是有了导航定位信息,你还要控制它,做出一些相应的动作。那么如何来控制飞机呢?现在的一些控制系统,比如说电传操纵系统、光传操纵系统,可以对飞行器进行控制,但是它多半是用舵面,高超音速飞行器的舵面非常小,那怎么办呢?还可以增加推力矢量控制技术,或者是一些喷气技术,在机身的上下左右设置一些喷口,喷冷气或者是用小型火箭发动机,对它们进行姿态控制。

《走向空天一体的新技术》⑦超音速飞机如何解决导航定位问题?

    还有一些飞行器,它需要飞得高、飞得快,同时还能够飞得慢,这时候翼面的舵效就要求比较高,特别是在起降状态下,你靠火箭喷气、推力矢量这个东西,可能有用,但是机翼的升力你是没法提供的,因此它的机翼相对来讲还是比较大,后面就有舵面了。因此高超音速飞机特别是空天飞机,它的控制方式应该说是多种多样的。那么要结合最新的一些技术,才能够有效地对它们的飞行进行准确控制,或者是对外界的感知能够做到精确、准确、有效。

    下一期我们将给大家介绍一下,高超音速飞行器的分类。

    出品:科普中国 光明网

    科学顾问:傅前哨

    监制:战 钊

    制片:金 赫

    导演:金 赫

    摄像:肖春芳

[ 责编:金赫 ]
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