XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search System超音速
超音速运输机的潜在军事作用
本文件由国会研究服务处 (CRS) 编制。CRS 是国会委员会和国会议员的无党派共享工作人员。其完全按照国会的要求和指导开展工作。除了让公众了解 CRS 就其机构角色向国会议员提供的信息外，CRS 报告中的信息不应用于其他目的。CRS 报告是美国政府的作品，在美国不受版权保护。任何 CRS 报告均可完整复制和分发，无需获得 CRS 许可。但是，由于 CRS 报告可能包含来自第三方的受版权保护的图像或材料，因此如果您想复制或以其他方式使用受版权保护的材料，则可能需要获得版权所有者的许可。
速度杀伤：高超音速武器威胁日益严重
俄罗斯和中国都声称已经部署了高超音速打击导弹，以对抗美国正在发展的弹道导弹防御能力。俄罗斯表示，其 Avangard 高超音速滑翔飞行器据称具有核能力，射程为 6,000 公里，现已与空射的 Kinzhal 弹道导弹一起投入使用。据信俄罗斯还在开发 Zircon 高超音速巡航导弹、GZUR 制导导弹和苏霍伊 Su-57 飞机的空射武器。中国在 2019 年的阅兵式上展示了其 DF-17 高超音速滑翔飞行器，但目前尚不清楚该导弹是原型还是已经服役。美国声称中国也在测试一种具有洲际射程的高超音速滑翔飞行器，并开发了一种可以装备高超音速武器的弹道导弹。5
武器化和过度炒作：高超音速技术
高超音速武器主要有两种类型：高超音速巡航导弹 (HCM) 和高超音速滑翔飞行器 (HGV)。北约科学技术组织等一些机构还将高超音速“后隐形”攻击和侦察机列入其中，预计到 2030 年代问世。HCM 是现有巡航导弹的加速版，飞行高度为 20-30 千米。它们由称为超音速燃烧冲压发动机的吸气式喷气发动机推进。这些“超燃冲压发动机”在燃烧阶段之前将进入的空气压缩在一个短漏斗中，使发动机在高速下极其高效地运转。由于超燃冲压导弹直接从大气中获取必要的氧气，因此体积更小、机动性更强。相比之下，HGV 则是无推进式，依靠火箭助推滑翔技术升入高层大气。在 40-100 公里的高度释放后，它们以高超音速飞行，无需关闭动力即可打击目标。它们能够机动并在不同高度释放，这使得它们的轨迹难以预测和计算。
减缓高超音速军备竞赛
技术军备竞赛很少会导致在武器开发方面做出理性、具有成本效益的决策。美国对相关陷阱有着丰富的经验，尤其是在导弹方面。例如，在 20 世纪 60 年代，美国试图对抗假定的苏联导弹防御系统，但其系统“为时过早、过度，甚至完全不合适”，因为预期的苏联防御系统从未实现（Spinardi 1994，175）。在 20 世纪 80 年代，战略防御计划旨在建立强大的国土防御系统以抵御苏联弹道导弹，但它却导致投资于一些技术，独立技术评估发现这些技术在很大程度上是推测性的，并最终因此而放弃（Bloembergen 等人 1987；Carter 1984）。
超音速飞行中复合板的气动弹性不稳定性...
研究超声速气流作用下复合材料层合板的气动弹性失稳问题，通过求解气动弹性特性的广义特征值问题进行分析。通常通过计算不同来流速度下层合结构的固有频率，得到层合板在气流作用下的临界失稳速度，这是由于层合结构刚度减小，导致结构失稳。应根据复合材料壁板所处的力学环境合理设计结构参数，避免在气流作用下出现结构失稳问题。活塞理论最初由Lighthill在Hayes对Tsien高超声速相似理论的扩展基础上发展起来。在壁板颤振研究中，为了更好地模拟实际的气动变化过程，许多研究者提出了各种气动计算模型，但这些气动模型的不足之处在于考虑了较为复杂的边界条件，因此方程的求解过程相当复杂。在结构力学的框架下，利用二维模型，利用活塞理论推导了能够预报超声速范围内先进结构壁板颤振的精细气动弹性模型。活塞理论被广泛应用于许多气动模型，它提供了体表某点处表面下洗流与气动压力之间的准定常点函数关系。这使得活塞理论成为一种计算成本低廉的空气动力学模型。在本论文中，CUF工具的高效性允许推导任意阶模型，Carrera统一公式允许使用紧凑统一的公式推导任何模型。强形式解和提出的CUF模型的有限元近似。本文推导了二维模型的FEM特征矩阵，基本核允许使用自动程序推导矩阵。有限元法（FEM）由于其多功能性和数值效率而仍然值得关注。已经解决了力学的各种问题，包括静态，自由振动和动态响应问题。通过求解气动弹性特性的广义特征值问题对其进行分析，并考虑了许多参数来研究它们对颤振边界的影响。关键词：有限元方法、活塞理论、气动弹性不稳定性、气动弹性、Carrera 统一公式、超音速、复合层压板。
GAO-21-378，高超音速武器：国防部应明确角色和职责，确保各项开发工作的协调
表 4：开发和部署原型高超音速武器系统面临的技术挑战及相关缓解措施 17 表 5：开发和部署高超音速武器的进度挑战及国防部相关说明 19 表 6：开发和部署高超音速武器的成本估算挑战及相关缓解措施 21 表 7：开发和制造高超音速武器及相关缓解措施面临的人力资本和工业基础挑战 23 表 8：开发和部署高超音速武器及相关缓解措施面临的飞行和地面测试挑战 25 表 9：参与高超音速武器相关技术开发的美国政府机构 30 表 10：国防部高超音速发展主要协调机制 32 表 11：美国高超音速武器发展情况总结武器原型 46
美国宇航局的商业超音速研究
第 3 阶段 - 社区响应测试准备 2020-24，执行 2024-26 • 飞机运营和支持、部署 • 地面测量能力 • 地勤人员操作 • 噪声暴露设计 • 社区响应调查 • 数据分析和数据库交付
超音速中的质量、动量和能量传递...
气溶胶沉积 (AD) 可通过气流中的粒子沉积形成致密涂层；在 AD 中，气溶胶通过收敛-发散喷嘴，以超音速粒子速度促进惯性粒子撞击所需基材。与热喷涂方法不同，AD 可以在接近室温下应用；与冷喷涂不同，在 AD 中，气溶胶通常在喷嘴上游处于大气压下。尽管之前已成功演示了 AD，但与 AD 系统中粒子运动相关的许多方面仍不太清楚。在这项工作中，我们模拟了具有平面基材的狭缝型收敛-发散喷嘴的典型 AD 工作条件下的可压缩流场分布和粒子轨迹。在检查流体流动分布时，我们发现速度和压力分布以及冲击结构对喷嘴的上游和下游工作压力很敏感。这些最终会影响粒子撞击速度。重要的是，在 AD 中，粒子阻力状态是动态的；粒子克努森数和马赫数都可以相差几个数量级。为了辅助粒子轨迹模拟，我们训练了一个神经网络，根据现有实验数据、理论极限和新的直接模拟蒙特卡罗 (DMSC) 结果预测粒子上的阻力。基于神经网络的阻力定律取决于马赫数和克努森数，与 DSMC 模拟数据相比，其一致性比预先存在的相关性更好。借助该定律，粒子轨迹模拟结果表明，对于给定的粒子密度，存在一个最佳粒子直径，以最大化粒子撞击速度。我们还发现，在 AD 中，粒子会经历与尺寸相关的惯性聚焦，即存在一个特定的粒子直径，其中粒子沉积线宽最小。小于此直径的粒子聚焦不足，大于此直径的粒子聚焦过度，因此在两种情况下都有较大的沉积线宽。使用轨迹模拟，我们还开发了一个框架，可用于评估喷嘴上游任何气溶胶尺寸分布函数的位置相关质量、动量和动能通量到沉积基质的通量。结果表明，对于实验室可达到的典型气溶胶浓度，动能通量可以接近在具有相变的对流传热中通常观察到的量级，因此 AD 中的平动能到热能的传递可能是形成致密涂层的关键因素。关键词：气溶胶沉积；收敛-发散喷嘴，惯性聚焦；惯性撞击；直接模拟蒙特卡罗
超音速技术概念飞机...
国际民用航空组织正在考虑为未来的超音速民用飞机制定新的环境标准。NASA 通过分析几种设想中的近期超音速运输机来支持这项工作。NASA 对这些运输机的性能、噪音和废气排放预测正被用于一项更大规模的研究，该研究将确定从本世纪开始向机队增加超音速飞机对全球环境和经济的影响。本文重点介绍了最大起飞总重量为 55 吨的超音速公务机。还讨论了重量为 45 吨的小型公务机。这两架飞机都使用源自通用当代商用亚音速涡扇核心的超音速发动机。使用 NASA 工具预测飞机性能、机场附近噪音和废气排放。还研究了这些飞机在商业空域的一些预期行为和要求。介绍了噪声对系统不确定性的敏感性，并讨论了替代发动机研究。