《走向空天一体的新技术》⑦超音速飞机如何解决导航定位问题？

2021-10-20 12:22:01 来源：科普中国-军事科技前沿

我们知道高超音速飞行器它的飞行速度，起码要超过音速的5倍，甚至有一些要超过音速的20倍。那么在这样的一个飞行状态下，它的表面温度会非常高，因此它的传感器的配置，以及操纵控制都会带来一系列的问题。比如说有人驾驶的高超音速飞行器，例如空天飞机，人在座舱里一定要向外观察，但是如果你飞行速度太高了，你这个玻璃，无论是明胶玻璃还是普通那种航空玻璃，恐怕都不能够承受这些高温。因此在很多飞行状态下，必须要有抗高温的这些板材把它盖上。那么盖上以后，你看不见外界，你怎么来操纵飞机这就是一个问题了。

一般的军用飞机也好，民用飞机也好，它们如果看不到外界，还可以利用其他的传感器，比如说雷达、测高仪、测速的这些装置，还有光学和红外的一些传感器，来观察外界。那么高超音速飞机，它就很难来配置这些东西，比如说它机头温度很高，达到1000度2000度，你用雷达探测外界恐怕就会有问题，特别是在它机头这个位置，产生了等离子体以后，基本上电磁波向外传送就很困难了，因此需要采用一些新的方法来感知周围的环境，一个是需要采用一些特殊手段，想办法突破黑障，还有的就是避开黑障，和地面或者是其他的空中平台进行相应的沟通。

除此之外，它的导航定位也会带来一系列问题，比如说现在的飞行器都很喜欢使用卫星导航定位系统，但是在高速飞行，特别是高超音速状态下，你如何收到卫星信号，这就是一个问题了。那怎么办呢？有时候你还必须依靠传统的惯性导航装置，利用陀螺以及新型的光纤陀螺来给你导航定位。当然惯性导航有个问题，随着飞行时间延长，它的误差会增大，还需要其他的一些导航装置，为它进行辅助修正。

当然这样的飞行器即使是有了导航定位信息，你还要控制它，做出一些相应的动作。那么如何来控制飞机呢？现在的一些控制系统，比如说电传操纵系统、光传操纵系统，可以对飞行器进行控制，但是它多半是用舵面，高超音速飞行器的舵面非常小，那怎么办呢？还可以增加推力矢量控制技术，或者是一些喷气技术，在机身的上下左右设置一些喷口，喷冷气或者是用小型火箭发动机，对它们进行姿态控制。

还有一些飞行器，它需要飞得高、飞得快，同时还能够飞得慢，这时候翼面的舵效就要求比较高，特别是在起降状态下，你靠火箭喷气、推力矢量这个东西，可能有用，但是机翼的升力你是没法提供的，因此它的机翼相对来讲还是比较大，后面就有舵面了。因此高超音速飞机特别是空天飞机，它的控制方式应该说是多种多样的。那么要结合最新的一些技术，才能够有效地对它们的飞行进行准确控制，或者是对外界的感知能够做到精确、准确、有效。

下一期我们将给大家介绍一下，高超音速飞行器的分类。

出品：科普中国光明网

科学顾问：傅前哨

监制：战钊

制片：金赫

导演：金赫

摄像：肖春芳

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