Kan Du Pendle Fra New York Til Los Angeles Om 12 Minutter?

{h1}

Kan du pendle fra new york til los angeles om 12 minutter? Find ud af om det er muligt at lave en 12-minutters pendling fra new york til los angeles.

Nogle flyvninger glider så hurtigt, at skibsdeltagere næppe har tid til at bryde ud i drikkevognen. Andre trækker længe nok til middag, et par film og en fuld nats søvn. Hvad hvis du kunne få det bedste af begge, jaunting fra New York til Tokyo i, siger 90 minutter? Vil du risikere mor til alle jetlag, hvis du kunne krydse landet på mindre tid end det tager at passere gennem lufthavnssikkerhed?

Sådan var spørgsmålet om vores tanker, som vi læser om den anden testflyvning af Falcon Hypersonic Technology Vehicle (HTV-2), et amerikansk forsvar avanceret forskningsprojekt agentur (DARPA) fly lovende flyhastigheder ved eller hurtigere end Mach 20 eller 20 gange lydens hastighed.

Lockheed Martin HTV-2 var ikke et passagerfly eller endda en kampfly, men snarere en ubemandet, raketlanceret test seng til hypersoniske teknologier. Med de angivne data planlægger Pentagon at udvikle Prompt Global Strike-køretøjer - fly, der kan nå mål over hele verden med ringe eller ingen advarsel - ideelt set på 60 minutter eller mindre. Tænk på dem som de ubemandede, raketplan-ækvivalenter af krydstogter, eller som meget voldelige Domino's pizza-drivere (ingen restitutioner for leverancer på længere tid end 30 minutter) [kilder: DARPA; Weinberger].

Desværre begyndte DARPAs HTV-2 anden test, som sin første, at gå tabt og sluttede med en selvdestruktiv grøft i Stillehavet [kilder: AFP; Pappalardo]. I et klassisk tilfælde af gode nyheder, dårlige nyheder, forbedrede DARPA den aerodynamiske stabilitet i løbet af den første test kun for at se uventede buffeter rip store skår af hud ud af fartøjet i den anden [kilder: DARPA; Ferran].

Hvor forlader den fremtidige pendler, hvem er mere interesseret i at tage møder end tasking missiler? Det er svært at sige. Fra november 2012 har en håndfuld kandidater sat op for at udfylde Concordes lange tomrum, fra jomfruer som Boeing og European Aeronautic Defense and Space Company NV (EADS), Airbus moderselskab, til at komme som XCOR og hypermach. I mellemtiden holder Virgin Galactic og Sierra Nevada Space Systems deres fokus på at udvikle suborbital rumfly.

På trods af, hvad deres marketing flacks måske kalder dem, er de fleste af disse køretøjer supersoniske, ikke hypersoniske og med god grund. Krydsning af tærskelværdien for Mach 5, den traditionelle afgrænsning mellem supersonisk og hypersonisk, betyder modstridende med atmosfærisk fysik, der er gået gal.

SCRAMbled Fysik

Denne kunstners skildring viser NASAs X-43A Hyper-X-forskningskøretøj under scramjet-kraft under flyvning. Scramjet-teknologi er en af ​​de specialiserede tilpasninger, der anses for at være nøglen til hypersonisk flyvning.

Denne kunstners skildring viser NASAs X-43A Hyper-X-forskningskøretøj under scramjet-kraft under flyvning. Scramjet-teknologi er en af ​​de specialiserede tilpasninger, der anses for at være nøglen til hypersonisk flyvning.

Den anden test af den nu-defuncte HTV-2 vidner om de uforsonlige realiteter af hypersonisk flyvning [kilde: Pappalardo]. Selv Concorde, som toppede på en supersonisk 1.350 mph (2.172 km / t), blev lukket ned efter 27 år på grund af sikkerhedsproblemer og omkostningsforanstaltninger [kilde: Novak].

Fysik er en hård taskmaster. Som et fly hastigt mod lydbarrieren stopper luften "at komme ud af vejen" og komprimerer til en væg, som et fly skal slå igennem. Træk, løft og forbrænding få lige squirrelly ved sådanne hastigheder, og nogle supersoniske tilpasninger, såsom deltavinger og ramjets - enkle jetmotorer, der komprimerer luften høfligheden af ​​fartøjets fremadgående momentum - spænder fra ineffektive til ineffektive ved lavere hastigheder [kilder: Darling; NASA].

Hypersoniske fly indebærer endnu mere specialiserede løsninger, såsom varmeskærende ablativ rustning og supersoniske forbrændingsrammer, eller scramjets, til fremdrivning [kilder: Darling; NASA]. Ved ensartede "lave" hypersoniske hastigheder (Mach 5-10) ioniserer luftmolekyler i elektrificeret og kemisk reaktivt plasma, der producerer eksoterme (varmefrigivende) reaktioner, der tilføjer til allerede monstrøs friktionsvarme [kilder: Fletcher; NASA].

At gøre det fra New York til Los Angeles om 12 minutter ville kræve at flyve 22 gange hurtigere end en kommerciel jetliner. Ved sådanne hastigheder flyder luften ikke omkring dig - du rives igennem det, der genererer straffende tryk og stålsmeltende 3.500 F (1.900 C) overfladetemperaturer. Supersoniske fly sport skarpe linjer til at skære gennem luften, men hypersoniske fly skal antage en blunter form for bedre at kaste varme, ikke i modsætning til en Apollo kommandokapsel. Flaps kamp for at overvinde køretøjets inerti, og manøvrering kræver præcise sensorer og nær-øjeblikkelig reaktion [kilder: DARPA; Fletcher; NASA].

Tilføjelse af folk tilbage i blandingen skralder op vanskeligheden ved en størrelsesorden. Det er svært at forestille sig en passager-jetskrog, der er kompatibel med aerodynamikken af ​​hypersonisk flyvning. Desuden vil ethvert fly, der er i stand til at overvinde dette problem, være nødt til at sprænge, ​​ikke sprint, for at få fart, så passagererne klager over at blive fladt som så mange pandekager under start, landinger og omdrejninger.

En menneskekrop kan modstå en kraftbelastning på 2-3 G's (to til tre gange Jordens tyngdekraft) i et stykke tid, især i fremadrettet retning, men forvent ikke, at en højbetalende kunde tåler ubehag på lige 1 G i mere end et par minutter. Imidlertid kan sådanne accelerationer være uundgåelige: at flyve ved hypersoniske hastigheder kan fly basere sig på specialiseringer, der gør dem ubevægelige grise ved lavere hastigheder; således kan de kræve raketboosters - og G-kræfterne de indebærer - for at nå flyghøjde og hastighed [kilder: NASA; Zuidema et al.].

Kravene til et ægte hypersonisk plan, endsige en Mach 20-en, kan muligvis ikke leve op til komfort- og sikkerhedskravene i en passagerfly. Men hvis du tror på hype, vil hypersoniske køretøjer snart regere militæret og civile himmel.

Ud af denne verden

Spaceflight har et særligt forhold til hypersonisk flyvning.Nogle af de hurtigste, ubefogede fly i historien var Apollo-kommandokapslerne, der fløj på 33 km (53 kilometer) højde og 24.600 mph (39.600 kph) hastighed, eller Mach 32.5 under genindtræden [kilder: Fletcher].

Rumfartøjer, der kommer ind i atmosfærerne i andre planeter, har opnået endnu hurtigere hastigheder. Galileo-sonden kom ind i Jupiters atmosfære den 21. september 2003, 134,200 km / t i en højde på 620 miles (1.000 km). Selvom Galileos indtastningshastighed langt oversteg Apollo's, svarer den til kun Mach 28. Hvorfor? Lydens hastighed vedrører kompressibilitet og strøm af en væske, som er en funktion af dens temperatur, tryk og sammensætning - i dette tilfælde en hydrogen-helium atmosfære ved en temperatur på ca. 800 K (980 F eller 527 C) [kilder: Fletcher].

Hypersonisk: Tro ikke Hype

Hypersoniske passagerfly - og en times fly fra New York til London - er blevet spioneret i omkring 60 år. Spørgsmålet er ikke, om nogle militære eller private fly vil nå dette mål, men når - eller hvis - Joe og Jane Carryon vil pendle på en.

USAs præsident Ronald Reagan opfordrede i sin 1986-stat for Unionens adresse til at udvikle et "Orient Express", et fly, der kunne flyve fra New York til Tokyo om to til tre timer. Den planlagte Rockwell X-30, et single-stage-to-orbit (SSTO) passagerrumsforing, blev kiboshed, inden den kom til prototypestadiet [kilde: Sanger].

Supersonisk flyvning kan vende tilbage, men sandsynligvis ikke snart. I 2012 er en udfordrer under udvikling Zero Emission Hypersonic Transportation (Zehst) -systemet, den tang-biobrændstofdrevne hjernebarn af et samarbejde mellem EADS og Japan, der planlægger at rulle håndværket omkring 2040 eller 2050 [kilder: Jones; Væg]. Zehst vil rejse på dobbelt Concorde hastighed og højde, til en billetpris på omkring € 6.000 ($ 8.500) [kilde: Lichfield].

Hvis det lykkes, vil Zehst bære 50-100 personer mellem Paris og Tokyo i 2,5 timer (sammenlignet med de nuværende 11) ved hjælp af tre fremdriftssystemer. To turbofans vil fremdrive flyet på en stejl stigning til Mach 0.8, hvorefter to raketboosters vil overtage, accelerere køretøjet til Mach 2.5 - hurtigt nok til at ramjets springer ind og øger flyet til Mach 4. Nærmer sig dets destination, flyet ville glide ind med sine turbofans sparker på igen og land under magten [kilde: væg].

Airbus 'hovedkonkurrent, Boeing, overgav sin supersoniske Sonic Cruiser til at udvikle den subsoniske 787 Dreamliner, men du kan aldrig tælle firmaet helt ud - især i betragtning af sine militære kontrakter, som holder det fast i højhastighedsfartøjsspil. På trods af sin risikable testplade kan teknologien bag Boeings X-51A WaveRider - som flyver på sin egen stødbølge og har brudt Mach 5 flere gange - danne grundlag for eventuel plads eller kommercielle applikationer [kilder: Bartkewicz; Boeing].

I mellemtiden har det europæiske luftfartsselskab HyperMach annonceret SonicStar, et Sonic-Boom-mindre fly designet til at flyve dobbelt så hurtigt som Concorde. Ifølge HyperMach vil SonicStar cruise på Mach 3.6 i en højde på 60.000 fod (18.300 meter) og bære 10-20 passagerer mellem New York og Dubai om to timer, 20 minutter. Virksomheden mener, at det kan få flyet til at flyve inden juni 2021 [kilde: Jones].

Med en suborbital tilgang arbejder California-baserede rumfartsselskab XCOR på Lynx, et to-sæders kommercielt fly designet til højhøjttalende supersonisk flyvning. Hvis det lykkes, vil Lynx krydse mere end 2.500 km / t til en højde på 62 km (100 km) og derefter falde ned, hvilket minimerer belastende atmosfærisk træk, friktion og turbulens [kilde: Waldron].

Alt taget i betragtning kan udveksling af den hypersoniske drøm for hyperbolisk flyvning gøre praktisk mening.

"Concordski"

Selv om Concorde regulerer de supersoniske himmel i folks minder, slog den sovjetiske Tupolev Tu-144 det til slaggen som det første supersoniske transportfly, der nogensinde skulle komme ind i kommerciel service. Concorde langt oversvømmede sin sovjetkonkurrent imidlertid: I 1978 afbrød Tu-144 service efter 102 passagerflyvninger, som blev dræbt af flyets mangel på rækkevidde og mange tekniske fejl. NASA og Rusland brugte senere en modificeret Tu-144 som et flyvende laboratorium til at studere supersonisk flyvning [kilde: NASA].

Suborbital Shuffle

Dream Chaser under udvikling i februar 2011

Dream Chaser under udvikling i februar 2011

Problemet med hurtigflyvning er, at forstyrrelser kun kan sprede sig så hurtigt gennem en væske, herunder luft. Nærme eller overstige denne hastighed, og det er forskellen mellem svæveflyvning gennem en pool vand og maveflop fra det dykke dykke. I stedet for at bekæmpe et sådant brutalt slag vælger nogle for at undgå atmosfæren helt og gøre rumskummet suborbital humle.

Rumplaner - fuldt genanvendelige rumfartøjer, der flyver i rummet eller atmosfæren - og højhøjde kommercielle hoppere har genoplivet væksten i den kommercielle rumfartssektor. Ideelt set kunne sådanne fartøjer tage ud og lande fra landingsbaner, men i det mindste forbliver de rørdrømme. Ligesom subsoniske, supersoniske og hypersoniske designs virker bedst i deres egne flyregimer, atmosfæriske fremdrivnings- og kontrolsystemer afviger fra dem der fungerer godt i rummet. Med det i tankerne er de fleste designs afhængige af en to-trinsplan, der bæres højt af et "moderskib" -flygplan eller -raket, før de springer i deres indbyggede flyvesystemer.

For eksempel planlægger Richard Bransons selskab, Virgin Galactic, at transportere passagerer til kanten af ​​rummet (omkring 62 miles eller 100 kilometer) på SpaceShipTwo, en halvfems (18 meter), 6-personers raketflyvende slung under flyet VirginMothership Eve.Når dobbeltskibsbæreren når 50.000 fod (15.240 meter), vil SpaceShipTwo adskille, flyve og glide Earthward efter først at bremse sin genindtrængning via en særlig "fjerning" trækteknik [kilde: Chang]. Bransons selskab har også indgået en samarbejdsaftale med Sierra Nevada Space Systems, muligvis at fungere som forhandler for at reservere rumflyvninger ombord på det planlagte passagerskib, Dream Chaser [kilde: Chang].

Dream Chaser er en genbrugs mini-shuttle baseret på Bor-4, Sovjetunionens afsatte rumskibsdesign. Det vil starte med en Atlas V raket og lande som et fly. Sierra Nevada planlægger at indgå kontrakt med rumbureauer for at færge op til syv astronauter og fragt mellem den internationale rumstation (ISS) og Jorden [kilde: Chang]. I august 2012 modtog projektet 212,5 mio. $ Fra NASAs program for kommerciel crew integreret kapacitet (CCiCap) for at fortsætte udviklingen [kilde: Sierra Nevada].

Rumplaner kan have brug for de kommercielle passagerer, hvis de ikke kan komme ind i konkurrencen om rumleverancer. Space Exploration Technologies Corp. (SpaceX) leverede fragt til ISS i oktober 2012 ved hjælp af en mere traditionel raket-og-kapsel tilgang. Orbital Sciences Corp., der udviklede et rumfly, indtil projektet mistede NASA-finansiering, har vedtaget en ikke-genbrugsversion af denne metode til sine planlagte ISS supply runs [kilde: Orbital].

Supersoniske, hypersoniske eller high-hop suborbitale flyvninger kan være fremtidens bølge, men kun tid vil fortælle om - eller hvornår - de kommer ud af jorden.

Den hurtigste og den højeste

Alt dette tal om lufttryghastighed og rumbørstningshøjde kan lade dig vide, hvor højt eller hvor hurtigt vi allerede er gået.

Fra november 2012 rummer X-15-raketplanet verdens uofficielle hastighedsrekord, 4.520 mph (7,274 kph, en hypersonisk Mach 6.7) og uofficiel højdeplade, 354,200 fod (107.960 meter) [kilder: Darling; Fletcher; NASA]. X-15 var eksperimentelt barnebarn af Chuck Yeagers X-1, som først brød lydbarrieren på Mach 1.06 (702 mph eller 1.130 kph) og er forfader til rumfærgen og moderne rumfly [kilde: Darling].

Hvad angår luftpustende, drevne fly, satte Eldon W. Joersz fartsporget på 2.193.17 mph (3.529.56 kph) i en Lockheed SR-71 Blackbird den 28. juli 1976 [kilde: FAI]. Den 31. august 1977 satte den sovjetiske pilot Alexandr Fedotov højdepladen og klatrede til 123.524 fod (37.650 meter) i sin MiG E-266M [kilde: FAI].

Forfatterens note: Kan du pendle fra New York til Los Angeles om 12 minutter?

Kort på bordet: Jeg kan ikke forestille mig et hypersonisk fly, der kunne bære nok passagerer til at gøre en værdifuld forretningsmodel; Jeg kan heller ikke forestille mig en, der ikke ville skræmme dagslysene ud af passagererne hver gang de fløj på den. Men på en eller anden måde er ideen om suborbital humle - specielt lanceret fra et flymorsskib - ikke falsk mig.

Måske tror jeg bare at flyve ind i rummet, selv for et par minutter, ville være risikoen værd. Det er en skam Virgin Galactic omfatter ikke en træner klasse og sandsynligvis aldrig vil; for det synspunkt ville jeg køre i et bagagerække.

Jeg håber jeg tager fejl, men jeg kan bare ikke se rumtourisme eller "rumpendler" som andet end en legeplads for de rige, hvis det. Tragedien er, selvom de kommer ud af jorden, vil deres passagers ansigter sandsynligvis forblive begravet i deres BlackBerries for hele flyvningen.

Det giver et andet punkt: På noget tidspunkt i historien har vi haft mindre behov for rejse og mere af et behov for at bevare ressourcerne. Vi lever i en alder af telekommunikation, telekonference og virtuelle møder, hvor "ansigtstid" er et klik væk. Vores er også en tid med truende miljøændringer og stigende brændstofpriser. Klogt designere af fly som Zehst har fokuseret på grønnere teknologier og brændstoffer, men måske vil pengene måske blive brugt andre steder.


Video Supplement: The King of Kong Documentary.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com