第560章 空天設計圖

 回到實驗室，葉明第一時間鋪開圖紙構，開始構思跨世紀的的空天飛機。 

 空天飛機，是既能航空又能航天的飛行器，是掌控制空權的關鍵武器，就算是前世也沒有成建制的空天飛機，模型也只有大俄那邊的最靠近現實。 

 空天飛機上需要同時裝有飛機發動機和火箭發動機，起飛時和普通飛機一樣在飛機場的跑道上起飛，以高超音速衝上大氣層飛行，再通過火箭發動機進入太空，在降落時可以像飛機一樣在跑道上降落。 

 想要實現看似很簡單，但要實現需要的配置相當高，他在大氣層內的飛行速度最低要達到每小時一點六萬公里，在三十到一百公里的高度最低需要十五倍音速，這對發動機的要求非常高。 

 而且因為要在大氣層內外活動，不同的環境就需要不同的設計，想要將他們完美融合起來並不容易。 

 首先要考慮的是材料問題。 

 空天飛機完成作業需要多次出入大氣層，每次出入都會和空氣劇烈摩擦，產生大量氣動熱量。尤其是以高音速返回大氣層時，氣動加熱會讓飛行器表面達到奇極高的溫度，頭部溫度最高能達到一千八百度左右，這對材料的溫度要求非常高。 

 在抵抗高溫的同時，還需要儘量做到重量輕、性能好、使用次數多的特點。 

 而且材料的硬度也要足夠，空天飛機的不管是幾十倍音速上升還是再入階段都會受到衝擊力、振動、空氣動力的作用。 

 在這種情況下，選取的材料必須可以長期使用和維護，由此搭建的防熱外表也要保持良好的氣動外形，不管是材料還是對材料外形的設計都是一大難題。 

 材料方面葉明準備採用鈦硼合金、碳複合材料和樹脂基複合材料搭配使用，三種材料都是航空常用的輕型複合材料，能夠抵抗溫度高達三千多度，強度能夠達到鈦合金在室溫的強度，但是重量大大降低，缺點是散熱性能不太好。 

 為了彌補這種散熱缺陷，葉明準備在便面覆蓋氧化硅散熱的同時，在機頭、機翼等高溫區域使用導熱效率極高的吸熱管來吸熱，把溫度傳遞到較較低的位置散熱。 

 就像是在電腦Cpu上貼的散熱器，用通管導熱分散出去一樣，簡單的裝置但是很有效！ 

 當然還有比這種方式還要優秀的辦法，比如把機體結構和防熱系統一體化，把機體結構設計成管道式，讓推進劑在管道里循環流動，讓它吸收走結構外的熱量，達到循環降溫的目的。 

 鈦硼合金需要用快速粉末冶金工藝製造，才能達到高純度，擁有穩定的結構。用這種金屬來製造機身內層的結構骨架，是整個空天飛機最重要的部分。 

 機頭和機翼等溫度最高的地方則是用碳複合材料，這種材料重量非常輕便，同時耐高溫的能力不低於鈦硼合金，表面還有碳化硅塗層，極大增加抗高溫能力。 

 之後用樹脂基複合材料作為其他部分的填充，總體的材料外形就設計完成。 

 第二是空天飛機最重要的動力問題。 

 一般飛機在研發中都要經過分動實驗，但是空天飛機的空氣動力學比航天飛機要複雜得多。因為飛機速度從零到二十五馬赫的大幅度變化，飛行高度從地面到幾百公里高的太空都要經過非常大數據的計算。 

 解決空氣動力學的最有效手段就是空洞實驗，但這種複雜的數據實驗單憑一項項實驗計算可能需要一百年的時間才能算出來。 

 但好在米格-105的技術已經基本成熟，葉明只需要按部就班延續下來，稍微改進就能夠拿來使用。 

 但也是因為空氣動力測試的數據不能隨意更改，整體外形就不能隨意改變，都需要進行重新測試後才能更改。 

 兩種發動機的要求也很高，火箭發動機用於大氣層外的推進，飛機發動機用於大氣層內推進。 

 目前國內沒有合適型號的發動機，所以葉明計劃安裝三類發動機：空氣渦輪發動機、衝壓發動機和火箭發動機！