Hermeus 開發低成本可拋棄式衝壓引擎飛行器 Ramjet-X 提升高超音速測試能力

·作者 Henderson·Engineering
Hermeus 開發低成本可拋棄式衝壓引擎飛行器 Ramjet-X 提升高超音速測試能力
重點
  • Hermeus 開發的 Ramjet-X 專為高馬赫速度飛行而設計。
  • Ramjet-X 可降低高速飛行測試的成本和門檻。
  • 客戶可將多種技術整合到 Ramjet-X 進行測試。
  • 高馬赫飛行面臨的挑戰包括空氣動力加熱和推進效率。

位於洛杉磯的一家公司正在開發一款低成本、可拋棄的拉姆噴氣動力飛行器,專為從其 Quarterhorse 飛機發射而設。這款名為 Ramjet-X 的飛行器可在高馬赫速度下飛行。Hermeus 公司透露,拉姆噴氣發動機需要在達到一定初始速度後才能有效運作。因此,Hermeus 將利用其可重複使用的 Quarterhorse 飛機將 Ramjet-X 提升至所需的速度和高度進行發射,而無需為每次測試依賴於大型、昂貴的可拋棄助推器。

一旦釋放,Ramjet-X 將開始其拉姆噴氣動力飛行,而 Quarterhorse 則返回進行未來的飛行測試任務。

Ramjet-X 減少測試成本

Hermeus 首席執行官 Zach Shore 表示:「高速飛行測試的成本極高,且可供測試的機會並不多。Ramjet-X 為我們提供了一種在持續高馬赫環境中導入新系統的方法,而無需每次都建立昂貴的單次測試計劃。將速度、持續飛行和可擴展性整合到一個系統中,降低了從這些環境中獲取極具價值數據的門檻,並加速了我們及客戶的項目。」Ramjet-X 還將使 Hermeus 能夠提供高速飛行測試服務(FTaaS),擴大進入歷來成本高昂且難以抵達的飛行環境的機會。

客戶和合作夥伴可以將有效載荷、傳感器、通信和運算系統、自主控制、材料樣本、推進技術及其他實驗性硬件和軟件整合到 Ramjet-X 上進行代表性持續高馬赫條件下的測試。

高馬赫飛行的工程挑戰

根據新聞稿,通過提供可重複的平台、發射架構和飛行測試基礎設施,Hermeus 能夠讓客戶專注於被評估的技術,而無需為每次實驗開發一個專屬的高速飛行器和測試計劃。Ramjet-X 的開發已經在進行中,Hermeus 正在佛羅裏達州的 HEAT 設施對 Ramjet-X 的拉姆噴氣發動機進行測試,而高溫結構則在其位於加利福尼亞州 El Segundo 的總部開發中。

目前計劃於 2027 年進行整合飛行器測試。

高馬赫飛行面臨的工程挑戰遠不止於使飛機飛得更快。在極端速度下,空氣動力加熱成為一個主要問題。結構、傳感器、推進系統及其他組件必須在遭遇與傳統飛機截然不同的溫度和壓力下運行。推進也是一個主要挑戰。例如,拉姆噴氣發動機無法從靜止狀態高效運行,必須依賴飛行器的前進運動來壓縮進入的空氣,然後再引入燃料並燃燒。這意味著拉姆噴氣動力飛行器需要達到足夠的高速度,才能使其推進系統有效運作。

Hermeus 的解決方案是利用另一架飛機作為加速器。

Ramjet-X 也與 Hermeus 在空氣呼吸高速度推進方面的工作緊密相關。該公司正在開發基於渦輪的聯合循環推進技術,其中在飛行的不同階段使用不同的推進模式。例如,Hermeus 的 Chimera 發動機結合了渦輪和拉姆噴氣概念,使推進系統能在更廣泛的速度範圍內運作。在較低速度時,渦輪發動機可提供必要的推力。隨著飛機加速,條件適合拉姆噴氣運作時,氣流可以重新導向,使拉姆噴氣成為主要的推進來源。

這一點至關重要,因為純粹的拉姆噴氣動力飛機無法僅從跑道起飛並從零加速至其最佳運行速度,它需要初始的推動力。Ramjet-X 有效地從另一方向處理這一問題:不是要求測試飛行器提供所有的加速,而是由可重複使用的飛機提供初始速度。

Ramjet-X 如何改變高超音速測試模式

Ramjet-X 的開發標誌著高超音速測試的一次重要變革,透過將可重複使用的飛機作為加速器,顯著降低了測試的成本和複雜性。這不僅使得更多的客戶能夠進行高馬赫環境的測試,還促進了新技術的快速驗證。隨著高馬赫飛行的需求上升,解決推進系統的挑戰和空氣動力加熱問題變得尤為重要。Ramjet-X 的設計能夠有效應對這些挑戰,為未來的航空航天技術發展鋪平道路。

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