打造一台5馬赫航空發動機!

工程技能堂
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2026年5月1日
在太空圈內的各位朋友和太空愛好者們,他們聽我這麼說會生氣,但
失敗是一種選擇。這個團隊正在研發一架高超音速自主測試飛機,它將飛越
每小時3,000英里。我們正在突破極限,最終目標是實現載客飛行。
飛機的速度將達到今日的六倍。成功是一種可能的結果。這是否是最優的選擇?
可能的結果?不會。我們只是不斷前進,一點一點地持續前進,直到我們實現它為止。
誕生了。我們現在位於喬治亞州亞特蘭大市的赫耳墨斯現場,這是一家高超音速公司。
航空公司。他們正在建造一架能夠以五倍音速飛行的飛機。
我簡直興奮得不得了,迫不及待想親眼看看。我得補充一下,我之所以如此興奮,是因為我確實……
大學時修讀航空工程。是的,這是你講故事的典型第一步。我知道。
那是我的聲音。沒錯。不管怎樣,我對這些東西真的非常著迷。所以你們看到我身後的東西是
快馬。這是我們在赫耳墨斯公司這裡建造的第一架飛機,它將會是
近五十年來首架打破速度紀錄的飛機。赫耳墨斯首架示範飛機,
韁馬車是一種小型單引擎自動駕駛車輛,專為執行兩項主要任務而設計。
事情。只要輕觸 Mach 5 一下,就能收集資料並測試他們的奇美拉引擎。女士們
各位先生,請認識快速馬。在這次開發中,我們不僅僅是打造一匹快速馬。
程式。我們實際上正在開發三個。這樣就能承擔這種類型的風險和飛行任務。
測試原本是不可能進行的。另一種能實現此目標的關鍵因素
事實上,快馬號是自主的,船上無人。高超音速飛行
並不新穎。X-15 是今日太空船與明日飛機的先驅。請看如何
這些飛機是在空中由另一架飛機投放的?它們是由火箭推動的。
這就是我們過去50年來實現高超音速的方式。但赫耳墨斯正試圖做到……
一些不同的東西。建造一架能夠從海平面起飛並達到高超音速飛行的飛機,
同時還能重複使用起落架,且僅使用一台噴氣發動機。這正是你設計飛機的方式。
起飛和降落,以及實現這一切的引擎,與其說是處於 spectrum 的一端,倒不如說是處於完全相反的一端。
最理想的高速飛機。你面臨著各種不同的限制因素,它們都在拉扯著你。
不同的方向。因此,你必須做出所有這些設計上的妥協,才能得到一個東西。
既能起飛,又能突破音障,還能在高速下加速,全部集於一身。
一組硬體。例如,像X-15這類高速飛機就具有一個機翼。
設計用於在高速時減少阻力。但在低速時,這些特徵反而會產生影響。
不 desirable,因為它們會降低升力。實際的韋斯特徹斯特馬車,其面臨的挑戰是
我們正試圖打造盡可能小的裝置,以證明我們能夠達到五倍音速。
這是丹妮elle。她是四分之一馬公司的總工程師。我們必須稍微平等對待她。
什麼都不擅長。如果我們真的擅長快速前進,那麼要穿過就會變得非常困難。
跨音速區域。我們無法穿越該區域,將會被困在那裡。
馬赫1.2。超音速飛行是指任何超過音速的飛行,音速被稱為馬赫1。
約每小時760英里(於海平面)。高超音速飛行是指速度超過5倍音速的飛行。
音速的五倍,約為海平面處每小時3,800英里。
如今,您的標準商用噴氣式客機可以大約每小時500英里的速度,將您從紐約帶到洛杉磯。
你們有起落架,是因為你們要從地面起飛。
而且這很獨特。你不是僅僅從飛機上投下它。這樣會容易太多。
如果我們能就此放下。如果我們不必去處理它。如果我們不必著陸那東西,
這會容易得多。熱量是高超音速飛行中一個極其獨特的挑戰。可以
你Russian嗎?我們正在研發一種可重複使用的高超音速飛行器。我們的方案是採用高
將材料加熱至所謂的高溫結構狀態,以抵禦高溫。
在進入大氣層時的高溫下,航天飛機表面覆蓋著陶瓷 Tile,這些 Tile 可能會受到損傷。
並予以更換,但 commission 保持了結構的穩定。在太空中沒有空氣,因此太空船
可以自由加速,不受空氣阻力的阻礙。但在地球大氣層內,
你飛得越快,空氣摩擦就會使飛機表面產生越多的熱量。
如果它在空中以五倍音速飛行,而我伸手觸碰它,那將大約是
800度或900度。而在前面……最前面會達到2,000度。
那真的非常熱。金屬在那種溫度下會膨脹。只是把所有東西加熱到
正確的溫度將會對車輛產生負荷,你必須能夠做出反應。
快馬型飛機將是一架表現極差的亞音速飛機,而且也會是一架表現極差的
高超音速飛機,但它的任務是彌補這段差距,讓我們能夠獲得所需的資料以進行學習。
這樣我們才能真正打造出一款優秀的高超音速飛機,下一款將由Dark Horse開發。
在從零到高超音速飛行的各項挑戰中,打造能達成此速度範圍的引擎是最為艱鉅的任務。
可能是最困難的。在一般飛機上,你會看到引擎似乎懸掛在機翼外側。
機翼的下方。我們的機身,整個飛機,都包圍著引擎。
好的,這裡……這裡就是引擎所在的位置。沒錯。
它的後端就在這裡,你可以看到我們的一些
熱防護系統有點脆,因為我們在這裡點燃了引擎。
一台正常的噴氣發動機通過壓縮空氣、加入燃料並點燃該混合氣體來產生推力,
並通過噴嘴加速。在更高時速下,則需要另一種類型的噴射引擎。
一種稱為衝壓噴射引擎的裝置。它們是一種極其簡單的設備。從熱力學的角度來看,
它們所做的事與傳統噴氣發動機完全相同,也就是壓縮空氣,然後燃燒它。
並通過噴嘴排出。與噴氣式飛機上使用的機械壓縮機不同
引擎實際上使用一種稱為衝擊波的自然壓縮機制。當飛機移動時
以超過音速的速度穿越空氣時,其前方的空氣波會堆積起來,形成所謂的
稱為衝擊波。由於衝擊波會自然地壓縮超音速氣流,進而作用於衝壓噴射引擎內部。
根本不需要機械式壓縮機。因此,實際上你只有一個進氣口來實現壓縮。
空氣自然地流過,一個燃燒室,你將燃料注入氣流中並使其燃燒。
我們的吸氣式推進系統實際上貫穿了整個飛行器的長度。因此,從尖端開始
我們所說的飛機進氣口部分,一直延伸到後方我們所說的部位。
噴嘴。所以我們從構思到完成這個東西,大約花了四個月時間。四個月?沒錯。
從零開始,到繪製草圖,再到將所有部分整合起來。
由於赫耳墨斯的飛機將從地面起飛和降落,其引擎需要
作為標準噴氣發動機運作,然後在較高高度時轉換為衝壓噴氣發動機運作,僅一次。
速度。衝壓噴射引擎的關鍵在於,必須飛行到約馬赫2或更高的速度時才會起作用。
它們直到達到大約三倍音速時才真正高效。所以,噴氣發動機,你知道,
通常能達到大約2馬赫左右。因此,這兩者之間存在一個類似的空檔。
以某種方式加以彌合。赫耳墨斯主張,每一項組成的技術
他們所需的技術能力數十年來早已存在。問題在於如何將其整合與實現。
一起來吧。我們採取的是一種根本上聚焦於工程的策略。
而不是科學。我們並未發明任何新材料,也未發明任何新推進技術。
系統。工程師是一群不喜歡與人交談的書呆子。幫幫我,
我們在看什麼?我們在看兩台J85發動機。我們會為發動機命名。這台叫艾米莉亞。
艾米莉亞?對,好。所以我們正在處理這個核心渦輪部分,也就是那個旋轉的部件,
用於飛行的低速段。所有這些都會被拆除,然後我們安裝自己的加力燃燒室。
哦,好的。建造一個這樣的項目需要好幾年時間,我們在種子輪融資時就展示了這一點。
我們可以拆下一架商用噴氣發動機的加力燃燒室,換上我們自己的加力燃燒室,
並以遠高於設計速度運行。正如其名稱所示,加力燃燒室
坐在噴射機的末端。它向噴射機排出的排氣中添加更多燃料並點燃。
產生更大的推力,使飛機能夠以更高的速度飛行。
我們如何從低速時的渦輪噴氣發動機過渡到高速時的衝壓噴氣發動機
這是在飛行中從未做過的事。因此我們將在地面的風洞中進行測試。
那我們就只好在飛行中用快馬來完成了。這風險很大。好吧,好吧,
好的。哇,這實在太大了。對,這就是我們基於渦輪的複合循環引擎,
奇美拉。奇美拉引擎是驅動它的引擎,其設計旨在從不
以馬赫數四至五的速度在約八萬至九萬英尺的高度飛行。
燃氣渦輪發動機施展其神奇功效,對吧?在這過程中,將空氣泵入加力燃燒室。
你知道,從馬赫零到馬赫三的低速範圍,繞過周圍的空氣,
這裡有多個燃油迴路。這裡有一個火焰穩定器,你無法看到。
但接著是燃燒室,再來是二維噴管。因此空氣從這裡進入並流過
直到你達到馬赫數……關於馬赫數三。關於馬赫數三。好的。然後空氣
繞過這一部分,直接進入加力燃燒室。沒錯。因此我們採用了雙重用途
後燃器作為衝壓引擎。所以我們稱之為衝燃器。我說知道了,因為我
我想我明白了,但那些內容實在太專業了。你真的很聰明。
格倫,謝謝你為我們詳細解析。不客氣。赫耳墨斯已成功完成測試
他們的奇美拉引擎已多次被使用,包括去年年底被選舉產生的官員使用。
我們本來應該在參觀時看到測試,結果卻有機會與他聊天 tertiary
創辦人們談到在現場拍攝期間,鏡頭之外發生的一次引擎測試失敗事件。
正是你想要見到的人,對吧?一個電影攝影隊。
好吧,這不是「是否」的問題,而很可能是「何時」的問題。我們將推進飛機性能的極限。
在飛行中進行。我們完全預期在開發過程中某個時刻會損失一架飛機。你知道的,
在飛行過程中,我們可能遇到各種不同類型的故障。
可能會導致車輛 catastrophic 損失。這是一輛單引擎車輛。
因此我們可能會失去飛行控制,你知道,兩側之間的負載差異可能達到數十甚至數百磅。
推力與阻力。所以,是的,這裡挑戰並不少,你知道的。
無論你想分享什麼,對我們來說都相當有趣,而且你這麼做真的很酷。
坦率地說,嘿,並不是所有事情都輕鬆。但沒關係,告訴我到底發生了什麼?到底是怎麼回事?
接下來怎麼樣?你還好嗎?舒服嗎?就像順其自然地繼續下去那樣?當事情發生時,會有許多狀況出現。
你在測試,你知道的,那些能量系統之類的东西。我們正在挑戰極限,探索可能的邊界。
它能做到的。往後面扔了點硬體,又從後面燒了些草。
沒什麼大不了的。我們 juste得打電話叫消防隊來撲滅那場灌木叢火災。
但僅此而已。噴氣發動機需要不斷燃燒從前方進入的新空氣。
這需要持續的火焰。那個被扔掉的火焰支撐裝置,就是那件設備。
在奇美拉的後方,引擎內部有一個部件,可防止火焰熄滅。
赫爾米厄斯在我們抵達現場前正測試他們的引擎,結果壞了。你知道的,每次都是這樣
你損失了一件硬體,看起來可能非常、非常糟糕,但考慮到我們的方式,
做了,這是非常刻意的。這正是我們察覺到的其中一個關鍵組成部分。
因為那並不夠,所以我們想看看並推動其發展。我們有替代方案。
硬件正在工作中。我們將相對快速地進行更換。有一套特定的
當我們在現場執行時,這正是我們將要進行的工作。
我們在空中時也一樣。還是有點熱。哦,測試時 definitely 很暖和。是的。
所以我看不到火焰噴射器,因為它在那裡。哦,沒錯,正是這樣。
事故發生後一天半,機身仍留在工廠的原始夾具上。
看似致命的損傷迅速得到修復,破碎的兩半重新結合在一起。
僅僅是嘗試的意願以及接受失敗的意願,我們在高超音速領域一直缺乏這一點。
發展,至少從太空梭時代之前就已如此。當時,我們願意承受許多失敗。我
我的意思是,我們把一架X-15飛機從中間折斷,然後再把它重新組合起來,接著又飛了出去。
我們今天絕不會那樣做。即使從失敗中,也能學到教訓。
我非常欣賞你在訪問中談到的關於X-15的事,以及人們至今仍未……
願意真正突破界限,打破常規。你們正在嘗試做的事是推動
快速,事情將會出問題。將會有失敗。這是必要的一部分
真正以這種速度創新。雖然這樣做只會有效。
如果你移動得足夠快,並且建構了足夠多的硬體,就能夠重新進入測試階段。
快速地。因為如果你沒有為那種失敗做好準備,那麼它就會
需要更長的時間才能返回。而且你也不太願意去冒這個險了。
風險並在下次失敗。赫米亞提到的一件事,讓他們的態度顯得不同。
對一種以私人太空公司所採用模式為藍本的垂直整合流程的依賴。
高超音速飛機是極其相互耦合的系統,一個小小的改變就可能產生巨大的影響。
對整體車輛性能的影響,或電力系統需要執行的任務。這真的
很難單獨設計其中某一部分,然後再將所有部分整合起來。你必須整體設計。
同時完成所有事情。而垂直整合則讓你能夠持續進行
在這些系統之間的介面進行交易,而不是從一開始就進行,當時你還不知道……
很多事,但在整個開發和建造過程中,你一直都在不斷地推進它。
製造它時,就如同你在駕駛它一樣。女士們、先生們,歡迎登上赫米亞航班
1025,從肯尼迪機場直飛東京,無需轉機。如果你是那時的空服員,你知道嗎?
在另一個人生中呢?也許吧,也許。如果赫米亞斯公司能夠成功實現這項計畫,並打造出他們的20座客機。
「曙光」號,或許你正在想,超音速飛行會是什麼樣子?那將不會有任何……
由於飛機外部氣溫極高,因此無法開啟窗戶。乘客將看到
地球的曲率以及因高畫質攝影機畫面投射而產生的太空黑暗效果
飛機突破音障時產生的音爆,那又如何?
音障。經驗證,1960年代美國空軍在俄克拉荷馬市上空進行測試時,引發了數萬人抗議。
由於投訴不斷,美國聯邦航空管理局禁止了民用飛機在陸地上進行超音速飛行。這是一個重要因素。
康科德客機維持營運能力的複雜性。自那以來,唯一改變的事是
協和式客機的時代結束,是因為跨海航線的旅客人數不斷增加。
大幅地。僅憑這些海外航線,市場規模就足以支撐幾家企業。
不同的競爭對手,可能如此。我想可以肯定地說,大多數人並不會覺得航空旅行令人愉快。
奢華。我們忍受它,是因為它能相對快速地讓我們到達目的地,這一點
讓高超音速飛行的承諾更加令人期待。雖然還有其他新創公司如
布姆與伊翁專注於恢復乘客旅行至超音速水平,赫梅斯則致力於此。
資金已籌集到位,與空軍的合約,以及較為 tgt 的態度,似乎都是正確的。
目前最合乎資格的私人公司,有望實現高超音速商業飛行。
那是一場我在中學時參加的航空展,它真正地為我指明了方向。我看到了一架
C-5 Galaxy飛行,因此它是美國空軍現役最大的運輸機之一,而且它
只是讓我的思維一片混亂。看到像建築物一樣巨大的東西在空中飛行,實在無法理解。
這對我來說很有道理。就像是,好吧,我得弄清楚他們到底是怎麼做到的。我堅信
面對面的交流是人性的關鍵。這是一架速度最快的飛機。
前所未有的挑戰,我們作為一個物種必須解決許多問題,才能實現開放存取。
對世界而言,真正實現區域化,正是釋放其潛力的關鍵所在。
人類所能做到的事。赫爾米斯正在嘗試的是一項登月計劃。波音等大型公司早已在進行類似嘗試。
數十年來一直致力於此。與赫米烏斯團隊交流時,最令人鼓舞的是他們目光如炬,極其清醒。
關於他們失敗的可能性,儘管如此,他們卻如此堅定地決心要完成這項任務。
我這樣說吧,失敗仍然是最有可能的結果。
每一天都讓我們離成功更近一步。也將會有日子,我們會走相反的方向。
方向,我們學到原本不知道的東西,在考試中失利,然後退一步思考。
我看不出這有任何物理上不可能之處。現在問題只在於執行。
我們現在在拍攝現場。嗨,兄弟,怎麼樣?在 Hermeus。現在我感覺自己像個主持人了。
太陽眼鏡還是不戴太陽眼鏡?我沒有在直播。我在此地。我正在直播。即時直接為你帶來。
