美国空军研究实验室将直播Bolt II高超音速飞行系统测试

（图自：AFRL）

据悉，通过 Bolt II 实验，空军希望更好地了解边界层的过渡和湍流 —— 它们是导致在高超音速下大量热量积聚的原因，也是风洞研究过程中众所周知的一个难题。

本次高超音速飞行测试的结果，或极大地影响未来的高超音速飞行器设计 —— 从高超音速武器、到潜在的高超音速客机。昆士兰大学高超音速研究员 Chris James 解释称：

当飞行器在空中移动时，其表面周围会形成一层薄薄的空气‘边界层’（Boundary Layer），并和飞行器一起拖着走。

在飞机的前缘，这个边界层会呈现出一种平滑的‘层流’（Laminar Flow）。但随着边界层向后延伸，它又会退化称一种剧烈、混乱的湍流。

事实证明，这种湍流会在高超音速下产生巨大的阻力和热量，而工程师们很难预测飞行器表面的层流与湍流之间的过渡将于何处发生。

结果就是，工程师们难以在设计上减少阻力和发热，不清楚改在哪里重点优化热屏蔽、或在哪里放置最敏感的组件。

Bolt II 测试团队成员

在 AFOSR 负责告诉空气动力学项目的 Sarah Popkin 博士在一份新闻稿中称：

湍流会增加大部分区域的热量，比如在飞行器的最前沿，同时特别集中于某个区域。我们不得不对内部电子设备等敏感组件提升警惕，以避免其受到热量的影响。

而通过理解并预测与加热相关的湍流效果，将有助于我们设计出更好的高超音速飞行器 —— 热量已是引发高超音速所有问题的一大根源。

在初期试飞过程中，Bolt 团队已经折损了 600 万美元。由于火箭发射机制的问题，导致其未能如预期那样达成高超音速。

之后，研究团队展开了深入且详尽的分析，因而我们预计 Bolt II 测试将不会遇到同样的问题。

Bolt II 已完成风洞测试

按照计划，Bolt II 将使用两级探空火箭（搭载 400 多个传感器和仪器），从 NASA 位于弗吉尼亚州的 Wallops 设施发射升空。

航空器设计有凹面和扫过式前缘，其中一面较为光滑（用以研究光滑表面的湍流和过渡）、另一面则相对离散粗糙（用于研究强制过渡和湍流）。

Bolt II 的飞行时间不到 10 分钟，其中一次实验将达到 6 马赫的速度和 281 公里（175 英里）的最高高度。然后翻转并返回地球，以在下降过程的第二次实验中达到 5.5 马赫的实验速度。

而通过部署的大气和平流层气球，研究团队可收集到航空器经过时的确切条件和相关数据。