Ist ein Hyperschallflug mit einem Busemann-Doppeldecker möglich?

Warum Mach10? Würden Mach 3 oder 4 nicht ausreichen? Siehe hier und hier und hier für die Komplikationen, die bei höheren Geschwindigkeiten auftreten.

Der verlinkte Artikel ist voller falscher Darstellungen - natürlich wird der Busemann-Doppeldecker mit Unterschallgeschwindigkeit Auftrieb erzeugen (was ist das überhaupt? Ich lese es als Unterschallgeschwindigkeit). Geben Sie ihm ein geeignetes Unterschalltragflächenprofil und es wird dies wie jeder andere Doppeldecker tun, und selbst mit dem trapezförmigen Tragflächenprofil wird es dies tun, wenn auch mit mehr Luftwiderstand. Es erzeugt auch Auftrieb und Widerstand, wenn es in einem geeigneten Anstellwinkel unterhalb seiner Entwurfsgeschwindigkeit betrieben wird (vielleicht ist das mit Unterschallgeschwindigkeit gemeint, aber der Autor stellt das nie klar).

Busemann-Doppeldecker wie im verlinkten Artikel gezeigt ( Quelle )

Haben Sie bemerkt, dass die Schocklinien in der Grafik nur zwischen den beiden Flügeln auftreten? Das bedeutet, dass Sie an den Außenflächen nur den Umgebungsdruck sehen. Die Drücke heben sich intern gegenseitig auf, und das Ergebnis ist, dass der Busemann-Doppeldecker bei seiner Überschallgeschwindigkeit keinen Auftrieb erzeugt , um seine Magie zu entfalten. Sobald es anfängt, Auftrieb zu erzeugen, muss es auf der Außenseite Stoßwellen erzeugen, die ausnahmslos hörbar sind. Dass die Forscher von Tohoku behaupten, sie seien 85 % schwächer, ist leicht, wenn sie es unterlassen zu erwähnen, womit sie es vergleichen.

Schauen Sie sich jetzt den sperrigen Fahrgastraum auf dem oberen Flügel an. Dies ist eindeutig nicht für Überschallreisen optimiert (vergleichen Sie es bitte mit den Rümpfen der Concorde oder der Tu-144, um eine Vorstellung davon zu bekommen, was funktioniert).

Nein, dieser Artikel ist völliger Unsinn.

Die Idee ist sicherlich gültig.

Busemanns ursprüngliches Design konnte keinen Auftrieb erzeugen, aber moderne Variationen können es. Hier sind nur drei aktuelle Artikel darüber, wie es gemacht werden kann:

• Kusunose, Matsushima und Maruyama. (2011). "Überschall-Doppeldecker - Eine Überprüfung" . Fortschritte in den Luft- und Raumfahrtwissenschaften 47. S. 53–87.
• Wu, Jamieson und Wang. (2012). "Adjungierte aerodynamische Optimierung von Überschall-Doppeldeckerprofilen" . Journal of Aircraft , Bd. 49, Nr. 3. Mai-Juni 2012. S.802 ff.
• Ma, Wang, Wu und Ye. (2020). "Vermeidung von Choked Flow und Flow Hysteresis des Busemann-Doppeldeckers durch Stagger Approach" (Paywalled). Journal of Aircraft , Band 57, Nummer 3, Mai 2020.

Der Wellenwiderstand hat zwei Ursachen, eine aufgrund der Masse oder Form des Flugzeugs und die andere aufgrund des erzeugten Auftriebs.

Das Busemann-Konzept kann den Formstoßwiderstand eliminieren, aber nicht den aufgrund des Auftriebs. Die ursprüngliche Geometrie von Busemann eliminierte jeglichen Wellenwiderstand und damit auch den Auftrieb. Moderne Konstruktionen vom Busemann-Typ können einen Auftrieb mit der damit verbundenen Stoßwelle erzeugen, während sie dennoch einen Großteil oder den gesamten Formwiderstand eliminieren, wodurch erhebliche Verbesserungen der Effizienz gegenüber herkömmlichen Konstruktionen erzielt werden. Sie können auch eine angemessene Leistung über einen Bereich von Geschwindigkeiten und Anstellwinkeln ermöglichen. Die drei verlinkten Artikel untersuchen verschiedene Möglichkeiten, all dies zu erreichen; einige verwenden variable Geometrie.

Aber eine Mach-10-Kreuzfahrt ist weniger wahrscheinlich. Wir haben noch nicht die Materialien oder luftatmenden Motoren, um auch nur die Hälfte davon für einen Dauerflug zu erreichen. Darüber hinaus erfordert ein Mach 10-Flug extreme Höhen, und es kann wirtschaftlicher sein, sich für ein ballistisches/suborbitales Raumflugzeug mit konventionellen Flügeln zu entscheiden, das seinen Reiseabschnitt der Reise im leeren Raum beibehält. Die Beschleunigung jedes Luftfahrzeugs kann auf ein für die jeweiligen Passagiere angenehmes Niveau begrenzt werden, obwohl unterschiedliche Gee-Niveaus die Wirtschaftlichkeit beeinträchtigen können.

Welcher Ansatz auch immer gewählt wird, um eine Überhitzung bei Überschallgeschwindigkeiten über Mach 5 zu vermeiden, müsste die Rumpfnase wie beim Space Shuttle stumpf sein und nicht wie bei der Concorde spitz sein.

Bei Triebwerken und Kraftstoffen sind die einzigen luftatmenden Technologien, die für diese Geschwindigkeiten in Aussicht stehen, der Scramjet und die luftatmende Rakete (hauptsächlich SABRE). Aus unterschiedlichen technischen Gründen dürften beide auf Wasserstoff als Brennstoff beschränkt sein.