消除音爆問題，全新一代超音速飛機X-59將在2021年首飛

　　想變得更安靜 軍用機仍需向客機討教

　　自2003年大名鼎鼎的協和式超音速客機退役後，商用超音速空中飛行就成了人類一直奢望的夢想。然而，新的超音速客機還在繼續研制。

　　近日，美國國家航空航太局（NASA）宣布與軍火巨頭洛克希德·馬丁公司共同研發的X-59超音速飛機獲準進行最終組裝和整合。如果一切順利，這一飛行速度約1.2馬赫的全新一代的超音速飛機將在2021年首飛。

　　X-59飛機最引人注目的要算是靜音性能了。NASA2012年宣布重啟超音速飛機研發，其主要目標就是消除音爆問題，測試“安靜超音速技術”（QueSST）。據稱，它以超音速掠過地面上空，噪音影響幾乎可以忽略不記，這在以往是不可想像的。

　　“超音速客機技術上的突破，與超音速轟炸機、超音速無人機等軍用機技術密切相關。”航太專家葛明龍告訴科技日報記者，“研制超音速客機當務之急是要降低音爆噪音，以便取消美國早些年作出的禁止超音速客機飛越美國大陸的決定。人類如果要繼續研制超音速軍用飛機，同樣要向X-59的超音速靜音技術學習，不僅可解決音爆噪音擾民的問題，也可增加飛行的隱蔽性。”

　　記者了解到，40余年前人類造出的超音速客機——法英聯合研制的協和式和前蘇聯的圖-144，均已批量生産並投入商業營運。這兩種超音速客機的外形、結構和主要參數很相近，開始服役時間只相差一個多月。普通客機的巡航馬赫數在0.85左右，相比而言顯然這兩種超音速客機飛得快多了。總的來看，第一代超音速客機還算比較成功。

　　葛明龍指出：“其退役的原因主要還是因為技術水準不夠和經營虧損。超音速飛機飛過0.8至1.2馬赫的跨音速區域時會産生音障。第一代超音速客機設計了較流線的機身，並且採用了三角翼，設置了可下垂5至12度以增加駕駛員視野的移動式尖機鼻，能有效突破音障。但是音障産生的噪音大，使得美國不允許其飛過大陸上空，限制了其的廣泛應用。”

　　音爆産生的噪音有多可怕呢？

　　據稱，美國當年試驗XB-70“女武神”超音速轟炸機時，發現哪怕飛機在2萬米高空飛行，音爆依然能夠傳遞到地面，而且聲音很大。

　　對于第一代超音速客機，葛明龍表示，通過計算發現，這兩種飛機飛得還不夠高，動壓和由此産生的阻力要比普通客機高出2.38至2.43倍，再加上用的發動機型號較早，使得飛行耗油大增，既不經濟，又影響航程。這兩種飛機僅各生産了十多架，制造成本高。而且由于機票價格昂貴和各發生了一次外界原因導致的機毀人亡的事故，飛機上座率和載客量不足，航線經營虧損，造成停産、停飛和退役。

　　“飛機要快必須飛得高，這樣才能減少阻力和達到省油的效果。巡航馬赫數2.0時對應的巡航高度不應低于20公里。”葛明龍指出，增強其推力可以試試採用功率大、可使飛機爬升加快和增加飛行高度的發動機。採用涵道比1或接近1的加力型低涵道比渦扇發動機，既可以降低起飛噪音使加力推力增量大，又有利于增加音爆和巡航的高度以及縮短飛過跨聲速區的時間。

　　雖然以上兩種客機的研制工作是完全停止了，但新的超音速客機還在研制。俄羅斯總統普京曾表示支援在圖-160超音速轟炸機的基礎上制造民用版超音速客機，但考慮到經濟性和舒適性，專家對其並不看好。此次曝光的X-59飛機則是全新研制的超音速客機。

　　X-59飛機由洛克希德·馬丁公司著名的臭鼬工廠制造組裝。這家工廠曾制造了史上最快的飛機——大名鼎鼎的SR-71“黑鳥”高超聲速戰機。

　　SR-71釆用了輕型高強度鈦合金材料，最早採用了“合成渦噴衝壓發動機”、耐高溫的燃油、密封劑、潤滑油等，因而能飛得更高和飛得更快，創造了服役24年未曾被擊落的紀錄。該飛機退役後至今仍被NASA用于飛行試驗。

　　當前，美國曾經研制或正在研制的高超音速飛機有SR-71、X-43A、X-37B等。其中，最值得關注的是洛克希德·馬丁公司正在發展的SR-72高超音速無人偵察機。SR-72就是SR-71“黑鳥”的後繼機，其最大特點是採用渦輪噴氣發動機和超燃衝壓發動機組合動力，採用飛翼布局，能以6馬赫高超音速飛行，並連續飛行24小時。

　　從目前看，現在研制的超音速客機用的碳纖維材料、“合成渦噴火箭發動機”等技術應該能使SR-71獲得新生，也能應用到SR-72等後續的超音速甚至高超音速軍用飛機上。“未來超音速軍用飛機或許會使用民用超音速客機係列技術，例如降低音爆噪音和起飛噪音的技術、降低動壓及相關的飛行阻力的技術、節省燃油和增加航程的技術、提高可靠性和安全性的技術等。”葛明龍説。（記者 張 強）

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責任編輯： 楊婷