2003年|停飞18年后,超音速民航又要回归了?( 二 )


2003年|停飞18年后,超音速民航又要回归了?
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1977年11月 , 一架协和式飞机从罗西-戴高乐机场起飞 , 从巴黎飞往纽约 。 ?PierreGuillaud/AgenceFrance-Presse—GettyImages
2003年 , 美国国防研发部门DARPA和美国宇航局正是采用这种方法完成了音爆成形实验 。 实验证实 , 运用计算机对诺斯罗普(Northrop)F-5E喷气机设计进行的修改 , 能够按照软件预测消除音爆 。 “我们进行了飞行和测量 , 我们的模型成功预测了音爆 , ”尼科尔说 , “我们首次证明 , 可以按照预测的方式重塑音爆 。 ”实验为后续研究奠定了基础 。
减弱音爆非常复杂 。 空气中其实存在着物质 , 飞机可以穿行而过 , 就像船在水中行驶一样 。 飞行过程中飞机对空气进行挤压 , 产生气压波动 。 当飞机速度接近音速时 , 机头和机尾表面产生压力差 , 机头产生高压 , 机尾产生低压 。 音速飞行下音波逐渐堆积 , 压力突然变化 , 产生激波面 , 发出雷鸣般的声音 。
“压力的变化产生了声音 , ”美国宇航局声学工程师亚历山德拉·卢博(AlexandraLoubeau)说 。 音爆不仅出现在飞机首次突破音障的时候 , 也会像船的尾流一样不断尾随喷气机 。
美国宇航局的研究催生了静音超音速技术的X-59QueSST , 这是一种针尖状飞机 , 升降操纵面遍布30米长的机身 , 其中机头长10米 。
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据11月24日最新消息 , X-59QueSST已经从夹具中卸除 , 准备进行最终组装 , 预计明年首飞 。 ?LockheedMartin/GarryTice
音爆产生的冲击波无法完全消除 , 但可以将压力累积的激波面最小化 , 譬如通过进气口和操纵面 , 将压力分散至整个机身 , 令冲击波减少、变形、凝聚 。 “可以对飞机进行改良 , 改变激波面的形态 , ”尼科尔说 。 “我们在尝试分散音波 , 降低音量 。 ”
不是只有美国宇航局尝试重启超音速旅行 , 丹佛超音速飞机制造商BoomSupersonic的首席执行官布莱克·肖尔(BlakeScholl)公布了一个大胆的目标 , 只用花费100美元 , 在4小时内将乘客送到世界任何地方 。 虽然美国国内航线的乘客更多 , 但他说Boom将从国际越洋超音速服务起步 , 这样就不必担心噪音或监管政策 , 给公司带来“井喷般的、两三倍的商机” 。
2003年|停飞18年后,超音速民航又要回归了?
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2003年|停飞18年后,超音速民航又要回归了?】美国宇航局2018年的一张效果图 , 显示了洛克希德-马丁公司位于加州帕姆代尔的臭鼬工厂机库外的一个艺术家的概念设计 , 即低动能飞行示范机 。 ?AgenceFrance-Presse—GettyImages
肖尔补充道 , 他认为仅仅制造更快的飞机并不能打造可持续的超音速航行 , 飞机必须更快、更便宜、更环保 , “一定要达到100%的碳中和” 。
在他看来 , 通过更清洁的燃料和专门为超音速飞行设计的新引擎 , 可以实现高速、经济和更少排放 。 这种方法与协和式飞机的做法形成鲜明对比 。 肖尔说 , 使用协和式飞机采用的是“改装的军用发动机 , 效率极低 , 而且声音很大” 。 (对于如何或何时能够获得肖尔设想的这种引擎 , 目前还没有现实的估计 。 )
肖尔说 , 这些发动机 , 配合自20世纪70年代超音速流行以来发现的新材料、建造方法和更高的效率 , 将使Boom的运营成本比协和飞机低75% 。 不过他说他的目标是把成本降低95% 。 即便如此 , 他估计最初的票价也要相当于一张商务舱机票 。 他承认:“离100美元还有很长的路要走 。 ”