武彦
据美国有线电视新闻网报道,美国航空航天局(NASA)与洛克希德·马丁公司共同研制的X-59超声速技术验证机,近期已在以制造各种传奇飞行器而闻名的臭鼬工厂开工,这标志着未来安静型超声速客機研制终于迈出关键一步。
安静的超声速飞行
报道称,被誉为“协和之子”的X-59计划于2021年底交付,它可以在1.6万米的高空以2马赫(2倍声速)的高速进行巡航。臭鼬工厂飞行演示项目经理彼得·约瑟菲迪斯在接受采访时表示,该项目的开始,标志着安静的超声速商业旅行将迎来巨大飞跃。
据介绍,NASA为X-59项目提供了高达2.47亿美元的资金,这架技术验证机的体积并不大,仅与F16战斗机相当,它最大的特点是超声速飞行突破声障时不会产生巨大的噪音。众所周知,飞行器高速飞行突破声障时,会产生强烈的爆炸声(即所谓的“声爆”),声音可高达130多分贝。当年,“协和号”在1.6万米高空飞行时,产生的声爆足以震裂地面的玻璃。正是由于这个原因,美国政府通过立法禁止“协和号”在美国陆地上空进行超声速飞行。
彼得·约瑟菲迪斯介绍说:“X-59长而细的机体设计是实现低声爆的关键。”NASA提供的设计图显示,X-59采用与“协和号”相似的长尖机头和后掠机翼。NASA阿姆斯特朗飞行研究中心航空航天工程师艾德·海林表示:“X-59在进行超声速飞行时,机体的多个部位仍会产生冲击波,但精心设计的机体将确保这些冲击波不会叠加在一起,防止出现强大的声爆。”
报道称,X-59进行超声速飞行时,噪音将降低到60~65分贝,地面上的人听到的只是像汽车关门那种“砰”的声音。NASA选择靠近墨西哥湾的得克萨斯州加尔维斯顿作为测试地点,约500名当地居民负责记录X-59飞过时的噪音水平。这些测试数据将用于修订商业超声速飞行噪声标准,从而改变美国禁止在陆地上空进行超声速飞行的现行法规。
重温“降落在起飞之前”
英国《飞行国际》网站撰文分析称,一旦该技术得以成功验证,未来的新型超声速客机从伦敦飞往纽约只需要3小时,而现在这条航线需要花费8小时。
“世界民航告别超声速时代已经15年了。”俄罗斯卫星网回顾称,20世纪60年代,世界迎来了第一次超声速飞行的热潮,不但军用飞机的飞行速度屡创新高,而且各大航空强国纷纷推出自己的超声速客机。英国与法国联合研制的“协和号”客机就是最典型的例子,它一共生产了20架,主要执飞跨大西洋航线。由于“协和号”从伦敦飞到纽约只需要3.5小时,而伦敦和纽约的时差为5小时,所以“协和号”起飞时的当地时间甚至比降落时的当地时间还晚,这就是“协和号”乘客津津乐道的“降落在起飞之前”奇观。
此外,苏联更早一步推出了图-144超声速客机,并抢先投入商业运营。在此领域落后一步的美国曾心焦不已,时任总统肯尼迪甚至许诺:“只要能研制出一款性能超越‘协和号的民用客机,美国政府将承担研发费用的75%。”
但技术不成熟以及环保、经济等方面的因素,最终导致超声速客机告别历史舞台。在几次灾难性事故后,图-144仅服役数年就停止飞行。2000年,一架“协和号”客机在巴黎起飞时因轮胎碎片击穿油箱引发大火而坠毁,百余人遇难,“协和号”从此一蹶不振。2003年,最后一架“协和号”客机退役,全球就此停止了超声速客机的商业运营。
尚有难题需要解决
业内专家表示,随着时代的发展,当年导致超声速客机退出商业运营的部分技术难题已经得到解决,包括用于超声速飞行的高温防热材料、复杂设计带来的高维护成本等。如果X-59能解决超声速客机的噪音问题,将有望搬开超声速客机商业运营在法律领域的最大“绊脚石”。
但这并不代表像“协和号”那样的大中型客机将很快得以复活。《飞行国际》网站称,由于超声速飞行时的油耗极大,“协和号”每次飞行的平均油耗是波音747的3.5倍,其机票价格高达上万美元。因此,20世纪70年代石油危机爆发后,美国最终选择放弃超声速客机的研制。超声速客机油耗过高的问题至今无法解决,在油价高涨的今天,普通航空公司还在为降低5%的油耗而努力,这类超声速客机很难成为大众出行的选择,它将更多服务于那些“时间比金钱更宝贵”的高端商务人士。
美国有线电视新闻网称,多家私营航空企业目前正在研制小型超声速客机,如美国Boom技术公司正在研制载客45人的小型客机,另一家美国企业Spike航空制造公司则计划推出最多可搭载18人的S-512超声速公务机。