Возможен ли гиперзвуковой полет на биплане Буземана?

Почему 10 Маха? Не хватило бы 3 или 4 Маха? См. здесь и здесь и здесь сложности, которые возникают на более высоких скоростях.

Связанная статья полна искажений - конечно, биплан Busemann будет создавать подъемную силу на субсверхзвуковой скорости (во всяком случае, что это такое? Я читаю это как дозвуковую скорость). Дайте ему правильный дозвуковой аэродинамический профиль, и он будет работать так же, как и любой другой биплан, и даже с трапециевидным аэродинамическим профилем он будет делать то же самое, хотя и с большим сопротивлением. Он также будет создавать подъемную силу и сопротивление, если будет работать под правильным углом атаки ниже расчетной скорости (возможно, это подразумевается под сверхзвуковой скоростью, но автор никогда не уточняет это).

Биплан Busemann, как показано в статье по ссылке ( источник )

Вы заметили, что ударные линии на графике проходят только между двумя крыльями? Это означает, что на внешних поверхностях вы будете видеть только давление окружающей среды. Давления внутренне компенсируют друг друга, и в результате биплан Busemann не будет создавать никакой подъемной силы на своей сверхзвуковой расчетной скорости, чтобы творить свое волшебство. Как только он начинает создавать подъемную силу, он должен создавать снаружи ударные волны, которые неизменно будут слышны. То, что исследователи из Тохоку утверждают, что они на 85% слабее, легко понять, если они не упомянули, с чем они это сравнивают.

Теперь посмотрите на громоздкий салон на верхнем крыле. Он явно не оптимизирован для сверхзвуковых путешествий (пожалуйста, сравните его с фюзеляжем Конкорда или Ту-144, чтобы понять, что работает).

Нет, эта статья просто полная ерунда.

Идея, безусловно, верная.

Первоначальная конструкция Буземанна не могла создавать подъемную силу, но современные варианты могут. Вот только три недавних статьи о том, как это можно сделать:

• Кусуносэ, Мацусима и Маруяма. (2011). «Сверхзвуковой биплан — обзор» . Прогресс в аэрокосмических науках 47. стр. 53–87.
• Ву, Джеймисон и Ван. (2012). «Сопряженная аэродинамическая оптимизация профилей сверхзвуковых бипланов» . Авиационный журнал , Том 49, №3. Май-июнь 2012 г. стр. 802 и далее.
• Ма, Ван, Ву и Йе. (2020). «Предотвращение заторможенного потока и гистерезиса потока биплана Буземана с помощью ступенчатого подхода» (платный доступ). Journal of Aircraft , том 57, номер 3, май 2020 г.

Волновое сопротивление имеет две причины: одна из-за объема или формы самолета, а другая из-за создаваемой подъемной силы.

Концепция Буземанна может устранить сопротивление удара из-за формы, но не из-за подъемной силы. Оригинальная геометрия Буземанна устранила все волновые сопротивления и, следовательно, подъемную силу. Современные конструкции типа Буземана могут создавать подъемную силу с связанной с ней ударной волной, при этом устраняя большую часть или все сопротивление формы, тем самым достигая значительного повышения эффективности по сравнению с обычными конструкциями. Они также могут обеспечить адекватную производительность в диапазоне скоростей и углов атаки. В трех связанных документах исследуются различные способы достижения всего этого; некоторые используют переменную геометрию.

Но крейсерская скорость 10 Маха менее вероятна. У нас пока нет ни материалов, ни воздушно-реактивных двигателей, чтобы достичь хотя бы половины этого устойчивого полета. Кроме того, полет на скорости 10 Махов требует экстремальных высот, и может быть более экономичным использовать баллистический / суборбитальный космический самолет с обычным крылом, который поддерживает свой крейсерский сегмент полета в пустом космосе. Ускорение любого бортового транспортного средства может быть ограничено до уровня, комфортного для конкретных пассажиров, хотя различные уровни силы тяжести могут повлиять на экономику.

Какой бы подход ни был выбран, чтобы избежать перегрева на гиперзвуковых скоростях выше 5 Маха, носовая часть фюзеляжа должна быть крутой, как у космического корабля "Шаттл", а не заостренной, как у "Конкорда".

Что касается двигателей и топлива, то единственными технологиями воздушного дыхания для этих скоростей являются ГПВРД и воздушно-реактивные ракеты (в основном SABRE). По разным техническим причинам оба они, вероятно, будут ограничены водородным топливом.