全新一代X-59超音速飛機(jī)將在2021年實(shí)現(xiàn)首飛
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超音速飛機(jī)能有多安靜?2021年見(jiàn)分曉。
當(dāng)?shù)貢r(shí)間12月16日,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)宣布與洛克希德馬丁公司共同研發(fā)的X-59飛機(jī)通過(guò)了一項(xiàng)重大評(píng)估,獲準(zhǔn)進(jìn)行最終組裝和集成。如果一切順利,這全新一代超音速飛機(jī)將在2021年首飛。
X-59飛機(jī)的設(shè)計(jì)飛行高度約16000米,飛行速度約1.2馬赫(1馬赫即1倍音速,不同介質(zhì)條件下數(shù)值不同,這里約為340米/秒)。
自英法聯(lián)合研發(fā)的協(xié)和式飛機(jī)(Concorde)因2000年的重大墜毀事故而退役后,商用超音速空中飛行暫時(shí)走下歷史舞臺(tái)。
除了經(jīng)濟(jì)性、安全性方面的缺陷,冷戰(zhàn)時(shí)代研發(fā)的老一代超音速客機(jī)始終沒(méi)有解決音爆問(wèn)題。
音障一般在速度接近1馬赫時(shí)出現(xiàn),而在飛機(jī)突破音障的一瞬間,新產(chǎn)生的波在舊波還未擴(kuò)散開(kāi)前就形成了,由此產(chǎn)生了一種聲波的密集疊加效應(yīng)。如果你聽(tīng)過(guò)超音速飛機(jī)的“音爆”,一定會(huì)深刻地理解“晴天霹靂”這個(gè)成語(yǔ),輕者影響人們生活工作,重者可以震碎玻璃。
NASA在2012年宣布重啟超音速飛機(jī)研發(fā),主要目標(biāo)就是消除音爆問(wèn)題,測(cè)試一項(xiàng) “安靜超音速技術(shù)”(QueSST)。
2018年4月,NASA就X-59飛機(jī)與洛克希德馬丁公司簽訂了一份價(jià)值2.475億美元的合同,持續(xù)到2021年年底。
NASA航空工程師表示,當(dāng)這款新型超音速飛機(jī)突破音障時(shí),地面上的人只能聽(tīng)到數(shù)聲“砰砰”聲,甚至可能聽(tīng)不到聲音。
首飛完成后,X-59飛機(jī)會(huì)在阿姆斯特朗飛行研究中心和愛(ài)德華茲空軍基地進(jìn)行靜音技術(shù)和安全性方面的驗(yàn)證。隨后,從2023年起,NASA會(huì)讓飛機(jī)經(jīng)過(guò)美國(guó)部分城市的上空,收集大眾對(duì)噪音的反饋情況。這些信息將為美國(guó)和國(guó)際監(jiān)管部門(mén)提供超音速飛行監(jiān)管依據(jù)。
NASA的X-1飛機(jī)在1947年首次突破音障,隨后,“X系列”機(jī)型率先實(shí)現(xiàn)3、4、5和6倍音速飛行。 “X系列”還曾首次嘗試可變后掠翼,首次用噴氣推力發(fā)射和著陸,首次使用奇異合金作為主結(jié)構(gòu),首次達(dá)到30000米、60000米和90000米飛行高度。
雖然“X系列”研發(fā)成果并非都能走向?qū)嵱?,但無(wú)疑給空氣動(dòng)力學(xué)和航空學(xué)提供過(guò)許多新工具。這次的“安靜超音速技術(shù)”,被NASA航空學(xué)副主任Bob Pearce視作“歷史性任務(wù)”。
除了NASA和洛克希德馬丁,美國(guó)波音公司也曾披露超音速客機(jī)計(jì)劃。中國(guó)、日本、歐洲等的相關(guān)研究項(xiàng)目同樣在進(jìn)行。但若真想“打個(gè)超音速飛的”,除了減輕音爆,還需發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、商業(yè)運(yùn)營(yíng)成本上的諸多考量。