超音速客机想再次上天？解决音爆是首要问题

（原标题：Supersonic without the boom）

网易科技讯 8月31日消息，据国外媒体报道，距离世界第一家超音速客机协和式飞机退役已经有15年的时间。而现在，包括初创企业的诸多航空公司已经开始行动起来，期望超音速客机再次飞上蓝天。

协和式飞机Concorde Alpha Foxtrot已经有15年时间没有飞上蓝天了，但它看起来仍然像是从遥远未来而来的飞行器。

（图示：停放在英国布里斯托尔航空博物馆的Alpha Foxtrot协和式飞机）

当你走进位于英国布里斯托尔的航空博物馆时，你会立刻注意到Alpha Foxtrot协和式飞机那引人注目的性感线条。尖锐的机鼻向后延展开来，变成了细长的机身，宽大的三角状机翼略微倾斜向地面。再往后，流线型的短舱内隐藏着巨大的发动机和倾斜的尾翼塔，尾部逐渐变细汇聚成另一个点。虽然协和式飞机运营的时间不长，但却代表了一个时代的惊人技术进步。

如果你后悔自己没有乘坐过迄今为止唯一的超音速客机飞越大西洋,现在你所能做的只是坐进Alpha Foxtrot飞机的客舱，或者其他一些分布在世界各地博物馆里的协和式飞机，感受其曾经的辉煌。

是的，你只是在体验。但事实上，目前几家公司正在努力将超音速商业旅行的梦想带回现实。这份名单中，既有像洛克希德·马丁公司这样的老牌航空航天公司，也有不少初创企业。但它们都有一个共同的目标:设计一种比协和飞机更廉价、更安静、更环保的超音速客机，同时尽量减少音爆带来的麻烦。最后一点是最复杂的，每个公司都在以不同的方式开展这项工作……但改变是在空气中，或者至少是在跑道上。

解决低空音爆问题

距离洛克希德·马丁公司制造第一架L-1011客机已经过去了近半个世纪，但该公司现在正在考虑重返商业航空领域。通过与美国国家航空航天局(NASA)在4月份宣布开展合作，该公司目前正在建造一架试验飞机，设计出一种能以超音速飞行的安静飞机。该项目名为低音爆飞行验证机（Low-Boom Flight Demonstrator，也被称为LBFD或X-59 QueSST），计划于2021年进行首次飞行，其可能是超音速客机回归的第一步。

图示：洛克希德·马丁公司的低音爆飞行验证机（Low-Boom Flight Demonstrator，也被称为LBFD或X-59 QueSST）设计巡航高度55000英尺，巡航速度1.4马赫。

洛克希德公司LBFD项目经理彼得·约西菲迪斯(Peter Iosifidis)表示，要使超音速旅行在经济上可行，减轻陆地上空的飞机音爆影响至关重要。只有在超音速飞行时更为安静，美国和其他国家的政府才会考虑修改限制或完全禁止商业航空在陆地上空超音速飞行的立法规定。这些规定限制了协和式飞机只能在纽约、巴黎和伦敦之间飞行，使其失去了全球客户群体。

他说:“如果你没有一架低噪音的飞机，而只是在海上才能实现超音速飞行，你就限制了超音速飞机在任意两个城市之间的飞行。只服务全球三分之一人口的商业模式最终是行不通的……你必须让全球所有客户满意。”

为了缓解超音速飞机的噪音问题，洛克希德·马丁公司和美国国家航空航天局都承诺LBFD的音爆将比协和式协和式飞机所发出的雷鸣般噪音要安静得多，他们坚持，这种验证机的音爆听起来更像是汽车门砰的一声关上的声音。对于地面上的LBFD观测者来说，即便他们注意到什么东西，也只能观察到非常缓慢的气压上升，而不是形成协和式飞机音爆的两个剧烈压力脉冲。

“还有其他因素可能会起作用，比如大气条件和背景噪音，”约西菲迪斯说。“你甚至可能无法区分(声音)到底是音爆还是车门砰的一声关上了。”

制造LBFD飞机的关键在于它的外形设计。长而尖的机头，锐利的侧翼和鸭翼形状的布局(主机翼前摆的小机翼)能够确保飞机以超过1马赫速度飞行时产生的单个压力波不会会聚在一起，从而也导致传统的音爆。除此之外，LBFD和其他超音速飞机并没有很大区别。它不是由特殊的材料制成，使用的也是通用电气现有的F414发动机。

“音爆高低直接取决于飞机的形状，”约西菲迪斯说。“如果飞机更短，我们就无法像我们设想的那样将这些冲击波分开。”

LBFD上的机鼻是如此尖锐，以至于驾驶舱并没有惯常的开阔视界。所以这款验证机并没有采用挡风玻璃，而是使用一个叫做外部视觉系统的监视器，美国国家爱航空航天局会向该型验证机提供此类系统。事实上，协和式飞机的长鼻子也出现了类似的问题。但设计人员在着陆过程中让机鼻下降，让飞行员能够看到跑道，从而绕过了这个问题。

美国国家航空航天局商业超音速技术项目项目经理皮特科恩（Peter Coen）说，在此次合作中，美国国家航空航天局的任务是设计使超音速客机再次成为现实的通用技术。至少目前看来，最终谁将使用这种技术制造出一架载客飞机并不重要。

科恩说:“我们的目标是让超音速客机能够高效地在任何航线上飞行，同时也也更加环保。我们正在推广这项技术，希望整个航空航天业可以利用这项技术制造出超越协和式飞机局限性的成功产品。”

图示：飞机产生音爆原理图

2006年，美国国家航空航天局利用现有研究重新启动了超音速飞机的音波衰减研究。自上世纪60年代以来，相关的航空设计和数学研究一直在稳步推进。早期的一个步骤是制造出20英寸长的LBFD设计模型，并预测音爆到达地面时的强度。

科恩说:“我们真正想要的是音爆传导到地面时带来的噪音尽可能低。我们发现了最好的方法……就是控制每个冲击波的强度和位置，使它们在强度上相对平衡。”

（编辑：核心网）

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