飞机上天入海,中国制造!哈工程团队试飞跨介质飞行器成功!
能够停在水面的飞机很早就有,但是能够在水下起飞降落的飞机你绝对没有听说过!今日哈工程科研团队研发的“跨介质飞行器”试飞成功,填补上了国际范围内的技术空白,再次让国人为之自豪!
(资料图片仅供参考)
蛟龙出水
此次试飞成功的是两架小型无人飞机,科研团队将其分别命名为“长弓1号”和“长弓2号”。其中一架采用固定式机翼,另一架采用折叠机翼,其中最有意思的是后者。折叠机翼在入水前可以折叠机翼的机械结构,从而减少阻力,在水中可以更快速地“游动”,同时也可以减少巨大的阻力变化对机身的损坏。
相关消息显示,本次的折叠翼飞机共设计了9款样式,从不同角度解决飞行稳定性和起飞时的机械运动问题。本次试飞的款式机翼展开后为长2.3米,翼展2米,能够适应空中、水面、水中任意场景的迅速切换。
此次的试飞飞行器虽然体型不大,但是可以负重一公斤,可以装载主流的航空摄像设备以及绝大多数通讯设备,可以胜任几乎所有拍摄任务和数据监测任务。
此次试飞在黑龙江省五常市的龙凤山水库,这里水质较好,水深适中。试飞飞行器顺利潜水100米,入水后几秒钟即达到指定位置。实验结果显示该技术已经非常成熟,可以随时投入实际应用,用于大气边界层和海洋边界层的观测。
非凡的科研成果
本次试飞的成功最主要的意义在于,这是国内第一次“水下无损检查的工程化示范应用”。该技术虽然由欧美国家提出并研发,但实验过程中飞行器极易损坏,甚至无法回收。该飞行器理论上可以执行水下500米深的监测工作,回收便利,可以用来执行各类海洋探测任务!
谈到海洋探测任务,就不得不提到海上石油开采设备。如海洋钻井船、海洋钻井、采油平台、海上风电塔桩等设备,大部分都采用钢架结构,钢管的焊接和相贯线焊缝相关的要求极高。海水的腐蚀性和海洋生物对这些设备的破坏有很大不确定性,这就需要大量的监测。
我们拿海上风电塔为例,我国正在使用的超过4000个,而这些设备的水下深度都有几十米深,日常监测成了大问题。现今我国能够完成水下60米潜水检测的技术人员不到200人,而每次监测的工作时间都需要几天时间,人手严重不足。同时复杂的海洋环境也对技术人员的人身安全造成巨大威胁,事故时有发生。
国外的机器人检测已经发展成熟,但是技术一直掌握在少数发达国家手中,我国在技术封锁下,只能采用相对原始的方法。哈工程的机器人研究团队在2017年就开始专注于相关技术的研发,本次该团队解决了检测机器人搭载工具的问题,着实让国人振奋!
技术难度巨大
水上飞机相信大家一定不陌生,以往在陆地起降的飞机可以在水面上完成同样动作。可是大家绝对想象不到,在水面上短短的几分钟,飞机需要克服多大的困难。
首先是水的巨大阻力,水的密度要远远大于空气,带来的阻力也超乎想象,是空气的800倍。在高速运动下,水的阻力会对飞机的结构造成难以想象的破坏,往往每次起降都会产生无法修复的损伤。
其次溅射的水花会像铁锤一样敲打机身,对引擎外部和转向结构的破坏性更大。
水上飞机针对这些难题,专门设计了“梯阶结构”和独特的“抑波槽”等辅助体系,并大幅降低了其机身重量和载重标准,这才实现了水上起降。但是仍然不能解决的就是机身结构损耗,这也导致水上飞机在近年来逐渐淡出人们的视线,只有少数作为富人的玩具仍在飞翔。
本次哈工程团队试飞的飞机面临的难题绝对大于水上飞机,因为其首先要解决入水的问题。和大家理解的水不同,飞机在高速入水时,水和混凝土的区别不大,甚至比混凝土更加可怕。如果下降速率达到100英尺每秒,那么入水瞬间将会和子弹打到墙面上一样。
这次实验的入水瞬间肯定会柔和很多,但是仅仅花费6秒就达到水下100米的指定位置,相信也同样面临巨大冲击。然后是入水后的冲击波,这个波动会沿着机身向后传递,以极高的速度遍布机身,空难时被撕裂的机身就是这个原因。
传统概念里解决这个难题的方法很简单,那就是加重机身重量,损失飞机的机动性和续航来实现安全入水。但是本次实验的目的不光是降落,还要从水中起飞!
少数运动员可以从水中跳起来,这一瞬间需要消耗的能量相当于一顿减肥餐,同时对肌肉和骨骼的要求也非常大,否则根本无法实现。试飞飞行器同样要面临这个问题,盲目地增加重量损失的可能就是水中起飞的功能。
无论是材料工程还是流体工程,中国的技术水平已经达到了国际领先行列,这两架处处透出科技感的试飞飞行器足以证明!
哈工程科研团队可以说是披荆斩棘,取得了了不起的成就!
国产之光
近十年来,中国在航空科技发展迅速,也迅速取得了国际上的认可。比如国产大飞机C919,在中国国际航空航天博览会上首次亮相救立刻惊艳世人,拿下了300架的订单。
战斗机方面更是飞跃性进步,少数的第五代战机中,中国制造赫然出现在前列,歼20让老牌军备强国都坐不住,再次提到“中国威胁论”。
这次检测为主的民用飞行器可谓造福人类,人畜无害,相信一定能在国际上赢得更好的口碑!
从大飞机到第五代战机,再到如今的跨介质飞机,中国在航空科技方向上逐渐拥有了足以跻身世界前列的实力。如今提起尖端飞机技术,相信世界会第一时间想起“中国制造!
作者:旧时梦话 校稿:川川
责任编辑:
标签: