一种新冷却机制:打破高超音速导弹高温难题
高超音速导弹是未来战争装备的重要力量,其极高的飞行速度使得这种武器既难以被拦截,又能快速打击目标。然而,飞行速度的提升也带来了一个巨大的难题:如何在极高温度下保护导弹的结构不受损,并更有效地降低阻力以维持其速度和射程。
解决这个难题需要创新的材料应用和冷却设计,因此,科研人员正以各种方式寻求突破。其一是依赖国防领域内的顶尖科研机构,就像美国国防高级研究计划局(DARPA)那样,他们为此提出了一种既颇具创新又颇具实用性的解决方案。
高超音速导弹以极高的速度飞行,使其尖端暴露在极高的温度下。这种高温会导致材料变形和熔化,影响导弹的结构,并增加阻力,从而影响速度和射程。
为了克服高超音速导弹带来的挑战,美国国防高级研究计划局(DARPA)采取了一种不寻常但有效的解决方案:让导弹“发汗”。“发汗”(Sweating)冷却技术,为解决高超声速导弹高温问题提供支持。
解决方案:由RTX技术研究中心的研究人员正在开发一种利用导弹尖端蒸腾冷却通道的冷却机制。受自然蒸腾过程启发类似于人类和树木自我冷却的方式。
工作原理:基于导弹尖端蒸腾冷却通道的冷却机制,研究人员在导弹尖端嵌入可加热产生蒸汽的化合物,通过蒸汽扩散推进至数千个微通道,以实现散发热量的目的。
测试和进展:目前,该技术尚处于原型阶段,正使用小型楔形耐热金属进行进一步测试。初步结果是令人鼓舞的,但还需要进一步研究来完善这种技术,并将其扩大到全尺寸的高超音速飞行器。
更广泛的影响:除了在高超音速导弹中的应用外,这项研究对于RTX的其他产品,包括飞机发动机涡轮叶片的冷却,可能也具有更广泛的影响。