經過十年不懈的研究與實驗，科學家在理解高超音速飛行空氣動力學奧秘方面取得重大進展，這得益於 BOLT 及 BOLT II 計劃。他們的發現近日在合作報告及大學發佈中被重點強調，預計將革新下一代航空航天技術。
馬赫 6 湍流挑戰
高超音速飛行定義為速度超過音速五倍，在馬赫 6 時帶來嚴峻的工程與科學挑戰。在如此極端速度下，空氣行為難以預測，從平滑（層流）轉變為混亂（湍流）。這種轉變，尤其在高超音速載具邊緣，對加熱、阻力及穩定性至關重要。數十年來，準確預測及控制這些轉變一直超出最先進電腦模型的能力。
BOLT（邊界層轉變）及 BOLT II 計劃由 Texas A&M University 主導，與 NASA、空軍及多個國際夥伴合作，旨在改變這一局面。
其任務是收集馬赫 6 的罕見高品質飛行數據，以驗證並改善湍流行為預測程式碼。
傳統風洞實驗雖有用，但無法完全複製高超音速載具在飛行中的條件。BOLT 團隊因此設計並從 NASA 的 Wallops Flight Facility 發射兩枚無人火箭，搭載精密儀器化的測試體。2021 年的首次 BOLT 飛行提供寶貴數據，但也帶來驚喜：湍流轉變比大多數模型預測更早發生，促使研究人員重新檢視數十年模擬的假設。
後續的 BOLT II 於 2022 年 3 月發射，配備強化感測器及略微修改的幾何形狀，以進一步調查這些發現。兩次任務捕捉到載具以超過每小時 4,000 英里的速度穿越上層大氣時的空前溫度、壓力及速度測量。這些真實世界結果現正用於重新校準電腦程式碼，為工程師設計高超音速飛機及導彈提供更準確工具。
BOLT 計劃匯聚全球專家團隊，包括明尼蘇達大學、美國空軍研究實驗室，以及德國、澳洲及日本的研究中心。
此類合作至關重要，讓專業知識、資源及數據跨國分享。Texas A&M 航空工程教授兼首席調查員 Rodney Bowersox 博士表示，所獲洞見已改善模擬程式碼，並為下一代高超音速測試載具提供指引。BOLT 的成功亦為未來更具野心的國際飛行實驗鋪路，相關計劃正積極推進。
隨著各國競相開發用於國防及民用的高超音速技術，BOLT 的突破標誌重大飛躍。精準控制湍流將實現更安全、更快及更高效飛行，對商業航空、太空探索及安全領域均有深遠影響。