日本完成高超音速飛機的拉姆噴射引擎地面燃燒測試

日本已成功完成一項針對設計用於馬赫 5 級實驗機的拉姆噴氣發動機的地面燃燒測試，這一進展增強了該國在超音速運輸和可重複使用太空飛行研究方面的雄心。此次測試由日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）與早稻田大學、東京大學及慶應義塾大學合作進行，旨在研究超音速飛行器的集成機翼和推進控制。研究人員將實驗飛機安裝在 JAXA 位於宮城縣的角田宇宙中心的拉姆噴氣發動機測試設施內，模擬馬赫 5 的飛行條件，約為音速的五倍。

此次測試驗證了飛機的熱保護系統、控制表面以及在極端超音速條件下的拉姆噴氣燃燒性能。

日本在超音速飛行技術方面取得重要進展

在這樣的速度下，飛機周圍的温度可達約 1,832°F（約 1,000°C）。根據 JAXA 的説法，飛機的耐熱結構成功維持接近正常的內部温度，使機上電子設備和控制電子元件在實驗過程中正常運作。研究團隊分析了飛機表面的温度分佈，以驗證熱結構分析技術，這對未來的超音速設計至關重要。此外，研究人員還測量了氫燃料拉姆噴氣發動機的排氣温度分佈，以收集與下一代超音速推進系統相關的環境影響數據。

該飛機是通過一項由日本學術振興會資助的聯合大學與機構計劃製造的。這一更廣泛的項目旨在利用探空火箭開發超音速飛行測試平台，同時展示飛行中的集成機翼推進控制。超音速飛行器需要緊密結合的機翼和發動機設計，因為在極端速度下，氣流和推進活動彼此直接影響，這與傳統飛機不同。圍繞飛機產生的衝擊波改變了進入發動機的氣流，而推力輸出則影響飛機的氣動穩定性。因此，工程師將推進系統和機翼視為一個整合系統，而非獨立組件。

該計劃的下一階段可能涉及將實驗飛機安裝在探空火箭或類似發射載具上，以進行現實世界的馬赫 5 飛行演示。日本的超音速研究努力是全球發展超高速運輸系統的更廣泛競賽的一部分。JAXA 表示，未來的應用可能包括能夠在約兩小時內從日本飛往美國的飛機，顯著縮短目前的跨太平洋飛行時間。該機構還預想這項技術將有助於實現能夠達到接近 62 英里（約 100 公里）高度的空間飛行器，接近太空邊界。

近年來，全球對超音速推進的興趣激增，各國政府和航空公司積極追求更快的運輸、軍事系統和下一代發射平台。拉姆噴氣和超燃噴氣發動機被認為是核心技術，因為它們使用進入的高速氣流進行燃燒，而不完全依賴傳統火箭上的氧化劑。日本最新的成功測試顯示，該國在解決航空工程中最具挑戰性的問題之一方面不斷推進：在超音速速度下維持穩定的推進、結構完整性和熱保護。