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超音速客机即将再出江湖 上海到洛杉矶仅需6小时  

2018-07-23 20:24:41|  分类: 高科技 |  标签: |举报 |字号 订阅

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                     (原标题:Is killing the boom the key to supersonic air travel?)

超音速科技即将再出江湖 上海到洛杉矶仅需6小时图示:自从协和式飞机退役以来,许多人都梦想着重新引入超音速客机。

网易科技讯 7月23日消息,据国外媒体报道,自15年前超音速客机协和式飞机退役以来,业内不时有声音称要将商业航班再次实现超音速。现在看,这些计划已经在接近现实。

三家美国航空航天公司——Boom Supersonic,Aerion Supersonic和Spike Aerospac——正在竞相成为第一个将超音速客机推向市场的公司,其生产的喷气式超音速客机的飞行速度将超过1马赫,也就是每小时761英里或每小时1225公里。

这三家公司都计划在2025年让他们的超音速飞机开始服役。

超音速科技即将再出江湖 上海到洛杉矶仅需6小时图示:飞机飞行的速度越高,在空气中产生的冲击波压缩速度越快。

从技术上讲,超音速飞行并不复杂。其面临的挑战是提供一种乘客能够负担得起的服务,带来的污染更少。而且最重要的是消除协和式科技突破音障时的巨大噪声。

研究表明,当飞机突破音障时产生的巨大雷鸣般噪音甚至会对机体结构造成损害

超音速科技即将再出江湖 上海到洛杉矶仅需6小时图示:美国国家航空航天局计划的低空超音速飞行测试飞机。

“我们现在看到的是航空航天创业精神的复兴,”Boom Supersonic首席执行官兼创始人布莱克·斯克尔(Blake Scholl)表示,该公司计划建造一架能搭载55名乘客的三角翼飞机,最高速度可达到2.2马赫(约合1,451英里/每小时或2,335公里/小时)。

“协和式飞机确实走在了时代的前列。这是一项巨大的技术成就,但它的燃油效率极低,因此运行成本非常昂贵,”他说。

消除音爆?

航空监管机构的态度将是决定我们是否真正能够看到超音速客机回归的关键。

今年早些时候,洛克希德·马丁公司赢得了美国国家航空航天局一项价值2.48亿美元(合1.91亿英镑)的合同,建造一架低空飞行的超音速演示飞机。美国国家航空航天局称,它被称为X-59 QueSST(意为安静的超音速技术),将以1.42马赫(940英里/每小时)的速度在55,000英尺的高度飞行,产生的声音类似于车门关闭一样大小。

消除音爆的关键在于机身的设计。在传统的超音速喷气式飞机中,冲击波随着它们从鼻子和尾部向外扩展并聚结,从而产生两种截然不同的音爆。

超音速科技即将再出江湖 上海到洛杉矶仅需6小时图示:Spike Aerospac声称其S-512喷气式飞机可以在没有明显音爆的情况下在陆地上空进行超音速飞行。

降低噪音的关键在于飞机外形的设计,使得冲击波在远离飞机时依旧可以保持分离。这意味着冲击波传播到地面时仍然处于分离状态,从而只是产生一系列轻微的噪声。

洛克希德·马丁公司的实验飞机计划在2021年底建造完成。2022年中期,美国国家航空航天局将开始在美国各城市进行飞行测试,以收集有关当地人对超音速飞机持何种态度的数据。

从2025年开始,美国联邦航空管理局(FAA)和国际民用航空组织(ICAO)将利用这一机制起草有关在陆地上空进行超音速飞行的新规则。

目前的法规意味着民用飞机只能在水上进行超音速飞行。

Spike Aerospace公司首席执行官维克·卡乔里亚(Vik Kachoria)表示:“你必须能够在没有音爆的情况下飞行,从而不会干扰到地面上的人们。”该公司S-512公务机的设计目标是搭载12到18名乘客,以1.6马赫的速度飞行。

超音速科技即将再出江湖 上海到洛杉矶仅需6小时图示:Boom Supersonic研发中的超音速客机将搭载55名乘客。

Spike Aerospace表示,其“安静的超音速飞行技术”意味着它能够以超音速飞越陆地,而不会对人们造成不适。

Spike Aerospace还没有透露它将如何做到这一点,但它选择了的机身设计中,机翼向后略55度角。

低成本的超音速飞行?

这样以来,如果音爆问题得到了解决,那么超音速飞机的成本又如何呢?

协和式飞机上的机票价格是普通商用飞机头等舱价格的四倍。但这三家公司都表示,他们的目标是让超音速旅行不会比今天的商务舱票价贵。

从上海到洛杉矶的飞行时间——目前大约12小时——将缩短到6个多小时。

超音速科技即将再出江湖 上海到洛杉矶仅需6小时图示:波音公司认为客机有一天甚至可以飞到特超音速(超过5马赫)。

斯克尔表示,“与协和式客机往返大西洋两岸的2万美元票价相比,这更有可能是5000美元。相对于经济舱而言,这仍然是昂贵的——但如果你有财力去购买头等舱机票,你就可以节省一半的时间到达那里。”

考虑到2017年有40亿乘客乘坐飞机,其中12%(480万)是商务舱乘客,这的确是一个巨大的潜在市场。

Boom Supersonic目前正在建造一架超音速单座XB-1飞行试验演示飞机,计划在明年进行试飞。

斯克尔坚持认为超音速飞行不需要太多的新技术。

“你可以使用为其他飞机开发的先进技术——碳纤维复合材料,涡扇发动机,软件优化的空气动力学。”

协和式飞机使用相对低效的涡轮喷气发动机,而所有拟建造的超音速飞机的发动机都将使用涡轮风扇,这些涡轮风扇是已经投入商用的发动机的改进。

超音速科技即将再出江湖 上海到洛杉矶仅需6小时图示:Aerion Supersonic表示其研发的AS2超音速商务客机将使用经过实践检验的技术。

Boom Supersonic希望其商用飞机将在2020年代中期投入使用。到目前为止已经有两家航空公司与之签约——理查德布兰森的维珍集团订购了10架;日本航空公司已经订购了20架。

谁会更快?

许多人认为Aerion Supersonic将是最先将超音速飞机投入使用的公司。

Aerion Supersonic与洛克希德马丁公司合作,共同开发其计划中的超音速公务机AS2。众所周知,洛克希德马丁公司拥有丰富的高速飞机开发经验——如F-35,F-22和Mach 3 SR-71侦察机等喷气式战斗机都出自该公司。

Aerion Supersonic表示,他们已经为自己的飞机选择了一款现有的飞机发动机——它正在与通用航空公司合作,并将在今年晚些时候正式公布这款发动机。

“这款发动机拥有超过十亿小时的飞行服役时间,” Aerion Supersonic首席执行官布瑞恩·巴伦茨(Brian Barents)说,“这意味着它可以在世界任何地方提供服务。”

超音速飞机的传统解决方案是三角翼形状,但Aerion Supersonic说这可能会导致三角翼尖上的“跨度气流”,从而产生湍流气流,增加飞行阻力。

该公司表示,它选择了薄机翼设计和水平稳定器,可以将整体阻力减少20%。美国国家航空航天局已经测试了Aerion计划中的翼型,速度高达2马赫,证实了这种设计的可行性。

巴伦茨表示,“尽管飞行速度非常快,但它在很多方面都是传统的——建造技术、材料和系统——这不仅为我们的开发人员、也为客户降低了飞机的风险。”

在一个日益关注气候变化和航空旅行对环境影响的时代,Spike Aerospac的卡乔里亚认为,遵守当前和未来的法规将是超音速飞行成功的关键,并说“如果你不‘和有关团体交流’,可能就会影响到整个行业。”(晗冰)

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