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Ein Blick auf Chinas aufregendste Hyperschall-Luftfahrtprogramme

2022

Hyperschalltechnologie hat das Potenzial, sowohl die militärische als auch die zivile Luft- und Raumfahrt zu revolutionieren. Daher ist es nicht verwunderlich, dass China sein Programm vorführt.

Auf der 21. Internationalen Raumfahrt- und Hyperschallsystemtechnik in Xiamen - einem globalen Forum von Wissenschaftlern und Ingenieuren, die sich mit Hyperschallkonzepten und -technologien befassen - lieferten chinesische Wissenschaftler wichtige Details zu einigen wenig bekannten, aber bahnbrechenden Scramjets, Near-Space-Flugzeugen und Super Windkanäle.

Lassen Sie uns zuerst über Scramjets sprechen. Diese haben luftatmende Motoren (wie Turbolader und Kolbenmotoren), so dass sie keinen Vorrat an Oxidationsmittel mitführen müssen, um ihren Kraftstoff zu verbrennen. Dadurch sind sie leichter und effizienter als Raketen und zudem wendiger. Das erste Open-Source-Bild eines chinesischen Scramjet-Tests entstand im Dezember 2015. Es flog in eine Höhe von 30 Kilometern und erreichte eine Mach-7-Geschwindigkeit. Interessanterweise wurde der chinesische Scramjet-Test von einem landgestützten Trägerraketenwerfer aus verstärkt, während amerikanische Scramjet-Tests im Allgemeinen vor dem Abfeuern ihrer Raketen-Booster mit Luft abgeworfen wurden. Scramjets könnten effizientere und einfachere Formen von Weltraumstart und Überschallflugzeugen ermöglichen, genauso wie sie für Hochgeschwindigkeits-Marschflugkörper als Ersatz für ballistische Flugkörper verwendet werden könnten.

Ein Hyperschallflugzeug kann in einer Höhe von 12 bis 60 Meilen im "nahen Weltraum" fliegen und mit integrierten Raketen in die Umlaufbahn schießen oder zivile und militärische Missionen im nahen Weltraum fliegen. Solch ein Überschallflugzeug könnte die Welt in ein paar Stunden umrunden, außerhalb der Reichweite herkömmlicher Luftverteidigungen. In China gibt es mehrere Programme zur Erforschung von Ultraschall-Kombinationsmotoren, die aus einer Turbofanstufe für den Unterschall- / Niedrigschallflug und einer Staustufe für den Übergang vom Überschall- zum Hyperschallflug bestehen.

Das vielversprechendste Programm ist der Turbo-Aided-Rocket-Augmented-Ram / Scramjet-Kombizyklus des Beijing Power Machinery Research Institute (kurz TRRE), bei dem integrierte Raketen mit Flüssigbrennstoff verwendet werden, um die Leistung der Turbinen- und Staustufen zu steigern Ein sicherer und reibungsloser Übergang vom Überschall- zum Hyperschallflug von Mach 10. Mit bereits entwickelten Schlüsselkomponenten wie Motoreinlass, Kühlung und Verbrennung beginnen die Bodentests des Systems noch in diesem Jahr. Der gemeldete Plan sieht vor, dass ein umfassendes TRRE-Testfeld die Flüge bis 2025 mit einem Testflug bis 2030 beginnen soll.

FD-21

Der FD-21, ein 200 Meter langer Windkanal, wurde 2016 von der China Academy of Aerospace Aerodynamics fertiggestellt, die ihn später in diesem Jahr einschalten wird. Mit einer Geschwindigkeit von Mach 10-15 ist es auch groß genug, um Komponenten des Hyperschallantriebs wie Segelflugzeuge und Scramjets in voller Größe zu testen. Windschocktunnel China Academy of Aerospace Aerodynamics

Und dann gibt es die Hyperschall-Windkanäle. China hat den größten Hyperschall-Windkanal der Welt, den Detonationsantrieb JF-12, und arbeitet daran, einen noch größeren zu bauen. Der 556 Fuß lange Hyperschall-Schocktunnel FD-21 kann Geschwindigkeiten von Mach 10-15 erreichen, die weit über dem Mach 5-9-Bereich des JF-12 liegen. Es ist klar, dass China nicht damit zufrieden ist, seine Flugforschung auf das untere Ende des Hyperschallgeschwindigkeitsbereichs zu beschränken.

Bei der Veranstaltung in Xiamen berichteten chinesische Ingenieure auch über eine Vielzahl anderer Hyperschalltechnologien, wie z. B. Plasmastrahlen zur Steuerung des Hyperschallschubs, fortschrittliche hitzebeständige Verbundwerkstoffe und neue Kraftstoffe. Die Veranstaltung war ein weiteres Indiz dafür, dass China mit seinen gut eingeführten Programmen in Weltraumflugzeugen und Scramjets auf einen Überschallflugboom eingestellt ist.

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