突破極限！超音速飛行的物理奧秘與軍事潛力

航太工程始終追求速度的極致。辛辛那提大學的研究團隊正挑戰音速五倍（時速超過6,100公里）的技術極限，探索更遠、更快、更安全的飛行可能性。

「航太領域的核心課題就是如何載運更多、飛得更快更遠。」超音速實驗室主任普拉尚特·卡雷強調，「我們持續研發新科技與理論，只為突破現有框架。」這位航太工程與工程力學系主任指出，隨著各國競相發展能突破防禦系統的極速武器，超音速技術在軍事領域備受矚目。

從二戰時期德國的V-2火箭，到近期俄軍在烏克蘭戰場使用的極音速飛彈，這項技術已歷經數十年演進。「中國也成功測試自家系統，各國正加大投資力度。」卡雷補充道。

物理學上，光速是終極障礙。但卡雷提出關鍵問題：「真正的挑戰在於，我們是否擁有能承受極端速度的材料？」阿波羅10號創下載人飛行時速38,600公里的紀錄，返航時太空艙需耐受攝氏1,500度的高溫——這正是大氣摩擦產生的驚人熱能。

研究團隊正多管齊下突破技術瓶頸。工程系學生傑瑞米·雷丁解釋：「從1940年代首枚火箭升空，到1960年代載人太空任務，工程師不斷推進安全極限。」實驗室透過數位模擬，研究表面動力學如何改變超音速系統的物理特性。

在極速狀態下，流體會出現分子解離與重組的奇特現象，形成非平衡態。「許多物理現象違反直覺，甚至令人難以理解。」卡雷描述道。與陸軍研究實驗室的合作，則著重改良引擎以防止高速失速。

目前商業航空尚難應用這項技術——乘客無法承受劇烈重力加速度。但軍事與貨運領域前景廣闊。實驗室運用電腦模擬研究旋轉爆震引擎（比現有噴射引擎更高效）與超音速燃燒衝壓引擎，並透過光譜學、拉曼散射等尖端技術進行分析。

「隨著診斷技術與超級電腦的進步，我們終於能深入解析這些現象。」卡雷表示。儘管如此，這領域仍有無數未知待解。在政府與航太企業高度關注下，超音速技術相關職涯充滿潛力。

「常有人說『這又不是火箭科學』來形容簡單事物。」卡雷笑道：「但我們做的，正是貨真價實的火箭科學。」

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