超音速客机想再次上天？解决音爆是首要问题

在首次试飞以验证LBFD的适航性之后，洛克希德公司和美国国家航空航天局将开始在人口密集地区进行超音速飞行，以确保飞机的声学性能达到设计水平，并收集公众对超音速飞机低空飞行的反应。目前，这些测试计划将于2022年在爱德华兹空军基地附近开始。

科恩说:“我们真的希望得到尽可能广泛的回应。我们想知道反复进行超音速的飞行的影响是什么。”

音爆问题

音爆是当飞机超音速飞行时产生的冲击波。如果你想要飞机的飞行速度超过音速，那么根本就没有办法绕过音爆。

在飞行过程中，飞机将空气分子推开，产生一系列的压力波,以声速（1马赫）朝各个方向移动。当飞机的速度接近音速时,这些波的速度开始无法超越你的飞机，它们开始压缩在一起，形成一个锥形的冲击波。这就像船在水中移动时的状况：在船速足够慢的情况下，船头产生的波浪比船速度快，会保持在船头前面。但是一旦船开始快速移动，波浪就无法前进并开始形成尾流。

当一架飞机突破音障时，冲击波锥会辐射开来，然后从飞机向下和向后辐射到地面。冲击波本身呈“N”形状，气压突然上升，接着气压突然下降，然后又恢复正常。气压变化导致地面上的人听到两声巨响，这就形成了音爆。飞机离地面越近，产生的音爆就越大。

一个常见的误解是，飞机只有在突破音障时才会产生音爆。相反，音爆是飞机在超音速飞行的整个过程中产生的连续效应。所以，如果你从纽约乘超音速飞机去洛杉矶，当你从头顶飞过时，在飞行航线下的所有人都会听到巨大的轰鸣声。

由于音爆会影响到公众，干扰野生动物，打碎玻璃和破坏旧建筑物，商业超音速飞行几乎从一开始就注定了最终的失败。1964年，美国联邦航空管理局(Federal Aviation Administration)在俄克拉荷马城上空进行了一系列测试，以观察音爆对人口密集地区的影响。在6个月的时间里，空军飞机在白天产生了1253个音爆。

尽管居民们一开始是愿意接受检测的，但在最初两个月后，投诉和有关音爆造成破坏的报告就急剧增加，最终导致该项目提前结束。对音爆的反对，尤其是来自环保人士的反对，从那以后就越来越多。同样，协和式飞机在1969年开始试飞，7年后开始客运飞行，这期间一直面临着来自全世界的抗议。

关于商业超音速飞机的热潮

而其他致力于恢复超音速商业飞行的公司则采取了不同的方法。总部位于波士顿的Spike Aerospace公司也在开发一种低音爆的飞机，其S-512超音速飞机是一种可容纳18人的商务喷气式飞机。

Spike Aerospace总裁兼首席执行官维克·卡乔里亚(Vik Kachoria)表示，他的公司之所以选择研发小型飞机有两个原因:商务客户比普通客户更愿意花钱乘坐超音速飞机，而且它对设计的挑战也更小。和LBFD一样，S-512部件的形状对于减轻音爆影响也起了很大作用。

（图示：Spike Aerospace公司开发的S-512超音速公务机可容纳18名乘客，计划于2019年首飞。）

卡乔里亚说:“(减轻音爆影响)真的非常非常困难，尤其是在大型航空飞机上。那么，对我们来说，解决方案就是制造一架更小的公务机。更小的外形，更短的长度和更轻的重量都是减少音爆的重要因素。

S-512预计将在2019年进行首飞，其音爆给地面带来的噪音应该不会超过75分贝，或者说比正常的通话声稍微大一点。相比之下，协和式飞机的音爆给地面带来的噪音大约是105分贝。

“(传统的)音爆可能有点令人不安，特别是如果你没有预料到它的情况下，”卡乔里亚说。“在航空展上你往往已经做好了准备，所以这一点很有趣。”

回到内华达州里诺市，Aerion Supersonic公司也选择了开发公务机，但这种飞机并没有标志性的低音爆外观设计。相反，Aerion Supersonic公司研发的AS2公务机将利用一种被称为“马赫截止速度”的现象，这将使它能够以1.2马赫的速度飞行，而不会产生音爆。

在以“马赫截止速度”(Aerion将其称为“消振巡航”)飞行期间，当冲击波进入巡航高度以下较温暖的大气层时，将会向上折射。该公司表示，这种方式意味着AS2的成功并不依赖于尚未得到验证的低音爆设计技术。

Aerion Supersonic公司执行董事长兼首席执行官布赖恩·巴伦支(Brian Barents)表示:“Aerion Supersonic公司飞机高效的关键在于其领先的机翼技术，可以有效减少阻力和燃料消耗。”

（图示：Aerion Supersonic公司的AS2公务机将利用一种被称为“马赫截止速度”的现象，这将使它能够以1.2马赫的速度飞行，而不会产生音爆。）

目前，Aerion Supersonic公司正与洛克希德公司合作设计AS2，计划将在2023年进行首飞。而科罗拉多州的一家初创公司Boom Technology表示，它将研发一架可搭载55人的超音速飞机，其在超音速飞行时要比协和式飞机安静30倍。

Boom多次拒绝接受采访或透露更多计划细节的请求。

繁荣之前

但即使是低音爆飞机在美国也面临着一个巨大的障碍：自1973年以来，美国联邦航空管理局(Federal Aviation Administration)已经禁止在美国上空进行民用超音速飞行。让美国联邦航空局解除禁令需要两个步骤。首先该机构需要为音爆确定一个可接受的噪音水平，而每家公司都必须证明其飞机的噪音不会超过这个水平。

美国国家航空航天局的科恩说，他希望美国联邦航空局的规定能够更符合国际民用航空组织(ICAO)关于音爆的相关要求，而美国以外的大多数国家都遵循这一规定。事实上，国际民用航空组织并没有完全禁止在陆地上空进行超音速飞行，而是禁止传导到地面的噪声过大。

（图示：虽然协和式飞机最终因成本过高且噪音太大而退役，但其仍是一家优雅漂亮的超音速飞机。）