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出品：科普中國
作者：高太元
策劃：金赫
監製：光明網科普事業(ye) 部
為(wei) 什麽(me) 世界上可見的高超聲速飛行器都是扁平的？
圖為(wei) ：乘波體(ti) 示意圖
高超聲速飛行器是指飛行速度超過5倍當地音速的飛行器。通過目前一些公開資料或概念圖可以發現，這類飛行器外形扁平，與(yu) 長久以來人們(men) 對於(yu) 火箭、導彈或飛機那種相對飽滿、勻稱、流線型外形的認識，有較大差別。之所以目前世界上可見的高超聲速飛行器都是扁平的，在於(yu) 這種設計方式經過科學驗證，對於(yu) 提高飛行器在高超聲速環境下的效能，發揮了巨大的作用。增升減阻設計是高超聲速飛行器氣動布局優(you) 化的主要目標之一。一方麵使飛行器獲得較大的升質比，提高滑翔高度，降低表麵熱環境，減輕防熱壓力，減輕防熱重量；另一方麵獲得較大的升阻比，增大滑翔距離與(yu) 射程。
區別於(yu) 亞(ya) 聲速飛行器阻力誘導機製，高超聲速飛行器除摩擦阻力外，激波、馬赫波存在造成能量損耗、飛行器底部膨脹波、激波、噴管噴流之間複雜的流場結構，使激波波阻、飛行器底阻成為(wei) 高超聲速飛行器阻力的重要組成部分。在滿足裝填需求條件下，高超聲速飛行器縱向尺度要小，以減小頭激波、前緣激波產(chan) 生的激波波阻。
另一方麵，高超聲速飛行器往往采用翼身組合體(ti) /融合體(ti) 、升力體(ti) 和類乘波體(ti) 氣動布局進一步提高升力特性，這類氣動布局的共同點是飛行器存在較大的升力麵。因此，高超聲速飛行器往往都是高升力、低阻力的“扁平”布局。
綜上所述，目前高超聲速飛行器采用了相似的設計理念，在外形方麵趨於(yu) 一致。
高太元，北京機電工程總體(ti) 設計部，高級工程師，工學博士，主要研究領域為(wei) 流體(ti) 力學、空氣動力學。
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