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20年前美国华裔设计高超音速飞行器被NASA放弃,或在中国迎来重生

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  美国国家航空航天局(NASA)华裔工程师唐明翰(音译Ming Han Tang)曾在20年前提出的一个想法,但是却被美国政府所忽视。他的想法在祖国得以发扬光大,被中国的科学家所采纳,以加强研制高超音速武器计划。

  我国的科学家基于唐明翰在20年前的初始设计,开发并研制出一个高超音速飞行发动机原型。

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  图、诺斯罗普·格鲁曼研发的X-47A“飞马式”(X-47A Pegasus)实验用无人驾驶战斗机,就是为了验证唐明翰的设计

  唐明翰在1990年代曾担任NASA高超音速计划的总工程师,它提出两级飞行器(TSV)X计划。该飞行器由两侧的两个独立发动机提供动力,这一概念不同于大多数高超音速飞机,大多数高超音速飞机的发动机放置在飞机的“腹部”。

  该飞行器的发动机在较低速度下可以像普通涡轮发动机那样工作,当飞机达到超音速速度(超过音速5倍(马赫5及以上)时,可以切换到高速模式。

  项目组最初使用X-47C进行验证,但是美国政府决定在21世纪初终止该项目,因为它的成本高昂以及围绕该计划的一些技术问题。

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  失之东隅,收之桑榆?

  20年后的今天,美国政府放弃的项目,却在东方迎来重生。南京航空航天大学的谭慧俊教授和他的同事们,开发并测试了一台带有两个侧开进气口的原型机,类似于唐明翰设计的蓝图,该蓝图在2011 年解密。

  谭教授也因为对中国高超音速武器项目的贡献而获得了政府最高奖项,他在风洞中测试了这个原型机,它可以在几秒钟内模拟从4到8马赫的飞行条件。测试表明,即使在“最具挑战性的飞行条件下”,发动机也能够点火,进一步证明了唐明翰的观点。

20年前<a href=美国华裔设计高超音速飞行器被NASA放弃,或在中国迎来重生”/>图、测试模型在风洞中

  谭教授和他的同事在《推进技术》杂志刊发了一篇“高超声速双模块内转式进气道的流动特性研究-Prrt II攻角影响”中表示,唐明翰的想法在中国引起了广泛关注,对于高超声速飞行器而言,多模块内转式进气道的工作特性对于飞行器和推进系统具有重要指导意义。

  谁是唐明翰?

  唐明翰在1939年7月10日出生于中国重庆,它的父亲是中国国民党唐子长将军。唐明翰10岁的时候到了台湾,1952年获得美国永久居住权。唐明翰获得了航空工程学士学位、航空航天工程硕士学位和系统管理硕士学位。

  唐明翰是一名退休的航空航天工程师,他曾在NASA、洛克希德·马丁臭鼬工厂担任要职。还曾领导DARPA和国防部的战略项目。1966年6月,唐明翰在加利福尼亚州爱德华兹市的NASA德莱顿飞行研究中心开始了他在NASA的职业生涯。

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  在德莱顿,唐明翰参与了YF-12 (SR-71的拦截版)和B-1飞行测试项目,并支持研制了M2-F2“升降体”无翼飞机,这是航天飞机的早期前身。1982年10月,他加入了洛克希德·马丁公司的臭鼬工厂部门,在那里他领导了空中侦察项目的业务开发活动,包括SR-71、U-2、TR-1和ER-2。

  1987年10月,唐明翰回到美国国家航空航天局,担任美国国家航空航天飞机(NASP)计划的助理主任。1988年10月,他成为五角大楼NASP机构间办公室(NIO)的首席副主任,后来被空军选为NIO主任,他一直担任该职位,直到NASP计划结束。

  1995年6月,唐明翰被调到NASA兰利研究中心担任副中心主任。从1996年9月到1999年9月,他担任高速研究(HSR)项目的总工程师。唐明翰从NASA退休后加入博思艾伦公司,在成为一名独立顾问之前,他在那里担任了几年的超音速和高超音速专家。

  在 1999 年,唐明翰决定退出美国航天局,原因是美国政府声称不信任华裔科学家。唐明翰在2018 年 10 月 28 日去世。

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  新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)的核物理学家李文和(Wen Hoo Lee)疑似向中国提供美国核武器机密而被起诉。

  虽然他后来被洗清了罪名,并得到了美国联邦政府的道歉和160万美元的和解,但这起案件被广泛报道,并影响了许多有中国背景的研究人员,尤其是那些在敏感机构工作的研究人员。也导致当时时任洛斯阿拉莫斯非线性研究中心副主任、世界顶级湍流专家之一的陈十一辞职。《南华早报》消息显示,陈十一最终返回中国并帮助建立了先进的高超音速研究实验室。

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  谭教授和他同事的研究显示,唐明翰的设计并不完美。计算机模拟和实验结果表明,在进气道的某些角落会出现强湍流,影响飞行稳定性。

  中国高超音速武器大多在飞行初期使用火箭。在高速到达高空后,火箭关闭,喷气发动机接开始工作。

  中国航空发动机集团科技委主任、中国工程院院士尹泽勇表示,中国也在努力开发涡轮喷气发动机,这种发动机能够以3-4马赫的速度飞行,在高超音速飞行中与火箭协同工作或取代火箭。

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