隨著高鐵的速度不斷被刷新,飛機是否會被部分取代的疑問不斷被拋出來——民航飛機就不能像高鐵一樣提速嗎?
要回答這個問題,或許只能靠傳說中的超聲速民航飛機了,其飛行速度,至少能夠達到現(xiàn)役亞音速民航飛機的兩倍。
按照中國航空研究院前沿技術(shù)研究部副總師、研究員徐悅的說法,新一代綠色超聲速民航飛機一旦問世,將極大地縮短空中飛行和民航運輸?shù)臅r間,使國際間的經(jīng)貿(mào)往來更為頻繁和高效,讓人們的生產(chǎn)生活和高速飛行完美融合。
徐悅說,歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展,高亞聲速民航飛機如波音系列、空客系列等已經(jīng)相當(dāng)成熟,在安全性、經(jīng)濟性、環(huán)保性等方面都已達到很高水平。不過,對于跨越大洲大洋的長距離航線來說,快捷性、舒適性方面的瓶頸難以突破:現(xiàn)役民航飛機飛行時間一般都要在10余個小時以上,而長時間飛行也讓機組和旅客疲憊不堪。
超聲速民航飛機的出現(xiàn),有望破解這些難題。
早在1976年1月,第一代超聲速民航飛機“協(xié)和號”就已問世,這是當(dāng)時人類最大的技術(shù)創(chuàng)新之一。不過徐悅說,這一代飛機所帶來的強音爆、高油耗、高污染等三大致命弱點,嚴(yán)重削弱了其市場競爭力,導(dǎo)致其最終退出商業(yè)運營。
20世紀(jì)90年代以后,新一代綠色超聲速民航飛機再次成為世界航空界的研究熱點之一。徐悅說,這一次,除了低阻力、低油耗等常規(guī)需求,還要保證其音爆水平降到可接受的程度,滿足日益提高的機場周邊噪聲標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)動機低排放要求。
“以目前世界范圍內(nèi)的超聲速民航飛機設(shè)計技術(shù)水平來衡量,實現(xiàn)經(jīng)濟可承受的綠色超聲速飛行,仍存在極大挑戰(zhàn)?!毙鞇傉f。
針對新一代綠色超聲速民航飛機,美國、歐洲、俄羅斯、日本等紛紛提出了各自的超聲速、高超聲速民航飛機概念方案,這些方案在強調(diào)傳統(tǒng)民航飛機安全性、舒適性、經(jīng)濟性等特點的同時,也都把綠色環(huán)保放在至關(guān)重要的位置。
根據(jù)公開信息,以美國為代表的發(fā)達國家在低音爆、低油耗、低排放等方面已經(jīng)進行了近70年的不懈探索,獲得大量技術(shù)成果和經(jīng)驗積累,并且逐漸開始向?qū)嵱妙I(lǐng)域轉(zhuǎn)化,相關(guān)設(shè)計技術(shù)首先應(yīng)用于體型較小、重量較輕、巡航速度也較低的超聲速公務(wù)飛機上,預(yù)計最快2025年前后可以陸續(xù)交付,而較大型的超聲速民航飛機在2030年后可能投入商業(yè)運營。
此外,美國國家航空航天局與洛克希德·馬丁公司聯(lián)合研制的X-59低音爆超聲速驗證機,集成了美國近年來在低音爆設(shè)計領(lǐng)域的成果,也將于近期率先進入飛行驗證階段。
相比之下,雖然我國在超聲速民航飛機領(lǐng)域起步較晚,但隨著近年來科研投入的不斷加大,以及科研團隊的刻苦攻關(guān),我國已經(jīng)初步形成了對航空發(fā)達國家快速追趕的態(tài)勢。
在剛剛閉幕的中國科協(xié)年會上,發(fā)布了2019年20個被稱作“硬骨頭”的前沿科學(xué)問題和工程技術(shù)難題,其中就包括“綠色超聲速民機設(shè)計技術(shù)”。截至目前,我國已突破聲爆高精準(zhǔn)度預(yù)測、低阻力低音爆設(shè)計等綠色超聲速民航飛機的核心關(guān)鍵技術(shù)。
“這將是我國民用航空工業(yè)趕超傳統(tǒng)航空強國的一次重要歷史機遇,對于提升我國民航飛機產(chǎn)業(yè)整體實力、使中國制造走向國際,具有重要的戰(zhàn)略意義?!毙鞇傉f,相信在不久的將來,由我國自主研制的綠色超聲速民航飛機,將翱翔在祖國的藍天之上。