8月31日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，距離世界第一家超音速客機(jī)協(xié)和式飛機(jī)退役已經(jīng)有15年的時(shí)間。而現(xiàn)在，包括初創(chuàng)企業(yè)的諸多航空公司已經(jīng)開(kāi)始行動(dòng)起來(lái)，期望超音速客機(jī)再次飛上藍(lán)天。

　　協(xié)和式飛機(jī)Concorde Alpha Foxtrot已經(jīng)有15年時(shí)間沒(méi)有飛上藍(lán)天了，但它看起來(lái)仍然像是從遙遠(yuǎn)未來(lái)而來(lái)的飛行器。

　　當(dāng)你走進(jìn)位于英國(guó)布里斯托爾的航空博物館時(shí)，你會(huì)立刻注意到Alpha Foxtrot協(xié)和式飛機(jī)那引人注目的性感線條。尖銳的機(jī)鼻向后延展開(kāi)來(lái)，變成了細(xì)長(zhǎng)的機(jī)身，寬大的三角狀機(jī)翼略微傾斜向地面。再往后，流線型的短艙內(nèi)隱藏著巨大的發(fā)動(dòng)機(jī)和傾斜的尾翼塔，尾部逐漸變細(xì)匯聚成另一個(gè)點(diǎn)。雖然協(xié)和式飛機(jī)運(yùn)營(yíng)的時(shí)間不長(zhǎng)，但卻代表了一個(gè)時(shí)代的驚人技術(shù)進(jìn)步。

　　如果你后悔自己沒(méi)有乘坐過(guò)迄今為止唯一的超音速客機(jī)飛越大西洋,現(xiàn)在你所能做的只是坐進(jìn)Alpha Foxtrot飛機(jī)的客艙，或者其他一些分布在世界各地博物館里的協(xié)和式飛機(jī)，感受其曾經(jīng)的輝煌。

　　是的，你只是在體驗(yàn)。但事實(shí)上，目前幾家公司正在努力將超音速商業(yè)旅行的夢(mèng)想帶回現(xiàn)實(shí)。這份名單中，既有像洛克希德·馬丁公司這樣的老牌航空航天公司，也有不少初創(chuàng)企業(yè)。但它們都有一個(gè)共同的目標(biāo):設(shè)計(jì)一種比協(xié)和飛機(jī)更廉價(jià)、更安靜、更環(huán)保的超音速客機(jī)，同時(shí)盡量減少音爆帶來(lái)的麻煩。最后一點(diǎn)是最復(fù)雜的，每個(gè)公司都在以不同的方式開(kāi)展這項(xiàng)工作……但改變是在空氣中，或者至少是在跑道上。

　　解決低空音爆問(wèn)題

　　距離洛克希德·馬丁公司制造第一架L-1011客機(jī)已經(jīng)過(guò)去了近半個(gè)世紀(jì)，但該公司現(xiàn)在正在考慮重返商業(yè)航空領(lǐng)域。通過(guò)與美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)在4月份宣布開(kāi)展合作，該公司目前正在建造一架試驗(yàn)飛機(jī)，設(shè)計(jì)出一種能以超音速飛行的安靜飛機(jī)。該項(xiàng)目名為低音爆飛行驗(yàn)證機(jī)(Low-Boom Flight Demonstrator，也被稱為L(zhǎng)BFD或X-59 QueSST)，計(jì)劃于2021年進(jìn)行首次飛行，其可能是超音速客機(jī)回歸的第一步。

　　洛克希德公司LBFD項(xiàng)目經(jīng)理彼得·約西菲迪斯(Peter Iosifidis)表示，要使超音速旅行在經(jīng)濟(jì)上可行，減輕陸地上空的飛機(jī)音爆影響至關(guān)重要。只有在超音速飛行時(shí)更為安靜，美國(guó)和其他國(guó)家的政府才會(huì)考慮修改限制或完全禁止商業(yè)航空在陸地上空超音速飛行的立法規(guī)定。這些規(guī)定限制了協(xié)和式飛機(jī)只能在紐約、巴黎和倫敦之間飛行，使其失去了全球客戶群體。

　　他說(shuō):“如果你沒(méi)有一架低噪音的飛機(jī)，而只是在海上才能實(shí)現(xiàn)超音速飛行，你就限制了超音速飛機(jī)在任意兩個(gè)城市之間的飛行。只服務(wù)全球三分之一人口的商業(yè)模式最終是行不通的……你必須讓全球所有客戶滿意。”

　　為了緩解超音速飛機(jī)的噪音問(wèn)題，洛克希德·馬丁公司和美國(guó)國(guó)家航空航天局都承諾LBFD的音爆將比協(xié)和式協(xié)和式飛機(jī)所發(fā)出的雷鳴般噪音要安靜得多，他們堅(jiān)持，這種驗(yàn)證機(jī)的音爆聽(tīng)起來(lái)更像是汽車門(mén)砰的一聲關(guān)上的聲音。對(duì)于地面上的LBFD觀測(cè)者來(lái)說(shuō)，即便他們注意到什么東西，也只能觀察到非常緩慢的氣壓上升，而不是形成協(xié)和式飛機(jī)音爆的兩個(gè)劇烈壓力脈沖。

　　“還有其他因素可能會(huì)起作用，比如大氣條件和背景噪音，”約西菲迪斯說(shuō)。“你甚至可能無(wú)法區(qū)分(聲音)到底是音爆還是車門(mén)砰的一聲關(guān)上了。”

　　制造LBFD飛機(jī)的關(guān)鍵在于它的外形設(shè)計(jì)。長(zhǎng)而尖的機(jī)頭，銳利的側(cè)翼和鴨翼形狀的布局(主機(jī)翼前擺的小機(jī)翼)能夠確保飛機(jī)以超過(guò)1馬赫速度飛行時(shí)產(chǎn)生的單個(gè)壓力波不會(huì)會(huì)聚在一起，從而也導(dǎo)致傳統(tǒng)的音爆。除此之外，LBFD和其他超音速飛機(jī)并沒(méi)有很大區(qū)別。它不是由特殊的材料制成，使用的也是通用電氣現(xiàn)有的F414發(fā)動(dòng)機(jī)。

　　“音爆高低直接取決于飛機(jī)的形狀，”約西菲迪斯說(shuō)。“如果飛機(jī)更短，我們就無(wú)法像我們?cè)O(shè)想的那樣將這些沖擊波分開(kāi)。”

　　LBFD上的機(jī)鼻是如此尖銳，以至于駕駛艙并沒(méi)有慣常的開(kāi)闊視界。所以這款驗(yàn)證機(jī)并沒(méi)有采用擋風(fēng)玻璃，而是使用一個(gè)叫做外部視覺(jué)系統(tǒng)的監(jiān)視器，美國(guó)國(guó)家愛(ài)航空航天局會(huì)向該型驗(yàn)證機(jī)提供此類系統(tǒng)。事實(shí)上，協(xié)和式飛機(jī)的長(zhǎng)鼻子也出現(xiàn)了類似的問(wèn)題。但設(shè)計(jì)人員在著陸過(guò)程中讓機(jī)鼻下降，讓飛行員能夠看到跑道，從而繞過(guò)了這個(gè)問(wèn)題。

　　美國(guó)國(guó)家航空航天局商業(yè)超音速技術(shù)項(xiàng)目項(xiàng)目經(jīng)理皮特科恩(Peter Coen)說(shuō)，在此次合作中，美國(guó)國(guó)家航空航天局的任務(wù)是設(shè)計(jì)使超音速客機(jī)再次成為現(xiàn)實(shí)的通用技術(shù)。至少目前看來(lái)，最終誰(shuí)將使用這種技術(shù)制造出一架載客飛機(jī)并不重要。

　　科恩說(shuō):“我們的目標(biāo)是讓超音速客機(jī)能夠高效地在任何航線上飛行，同時(shí)也也更加環(huán)保。我們正在推廣這項(xiàng)技術(shù)，希望整個(gè)航空航天業(yè)可以利用這項(xiàng)技術(shù)制造出超越協(xié)和式飛機(jī)局限性的成功產(chǎn)品。”

　　2006年，美國(guó)國(guó)家航空航天局利用現(xiàn)有研究重新啟動(dòng)了超音速飛機(jī)的音波衰減研究。自上世紀(jì)60年代以來(lái)，相關(guān)的航空設(shè)計(jì)和數(shù)學(xué)研究一直在穩(wěn)步推進(jìn)。早期的一個(gè)步驟是制造出20英寸長(zhǎng)的LBFD設(shè)計(jì)模型，并預(yù)測(cè)音爆到達(dá)地面時(shí)的強(qiáng)度。

　　科恩說(shuō):“我們真正想要的是音爆傳導(dǎo)到地面時(shí)帶來(lái)的噪音盡可能低。我們發(fā)現(xiàn)了最好的方法……就是控制每個(gè)沖擊波的強(qiáng)度和位置，使它們?cè)趶?qiáng)度上相對(duì)平衡。”

　　洛克希德·馬丁公司和美國(guó)國(guó)家航空航天局將于明年在位于加州帕姆代爾的洛克希德公司臭鼬(Skunk Works )工廠開(kāi)始建造第一架驗(yàn)證機(jī)。臭鼬工廠往往以生產(chǎn)美國(guó)空軍最隱秘的飛機(jī)而聞名，其中包括U-2偵察機(jī)、F-117夜鷹戰(zhàn)機(jī)和SR-71黑鳥(niǎo)戰(zhàn)機(jī)。

　　在首次試飛以驗(yàn)證LBFD的適航性之后，洛克希德公司和美國(guó)國(guó)家航空航天局將開(kāi)始在人口密集地區(qū)進(jìn)行超音速飛行，以確保飛機(jī)的聲學(xué)性能達(dá)到設(shè)計(jì)水平，并收集公眾對(duì)超音速飛機(jī)低空飛行的反應(yīng)。目前，這些測(cè)試計(jì)劃將于2022年在愛(ài)德華茲空軍基地附近開(kāi)始。

　　科恩說(shuō):“我們真的希望得到盡可能廣泛的回應(yīng)。我們想知道反復(fù)進(jìn)行超音速的飛行的影響是什么。”

　　音爆問(wèn)題

　　音爆是當(dāng)飛機(jī)超音速飛行時(shí)產(chǎn)生的沖擊波。如果你想要飛機(jī)的飛行速度超過(guò)音速，那么根本就沒(méi)有辦法繞過(guò)音爆。

　　在飛行過(guò)程中，飛機(jī)將空氣分子推開(kāi)，產(chǎn)生一系列的壓力波,以聲速(1馬赫)朝各個(gè)方向移動(dòng)。當(dāng)飛機(jī)的速度接近音速時(shí),這些波的速度開(kāi)始無(wú)法超越你的飛機(jī)，它們開(kāi)始?jí)嚎s在一起，形成一個(gè)錐形的沖擊波。這就像船在水中移動(dòng)時(shí)的狀況：在船速足夠慢的情況下，船頭產(chǎn)生的波浪比船速度快，會(huì)保持在船頭前面。但是一旦船開(kāi)始快速移動(dòng)，波浪就無(wú)法前進(jìn)并開(kāi)始形成尾流。

　　當(dāng)一架飛機(jī)突破音障時(shí)，沖擊波錐會(huì)輻射開(kāi)來(lái)，然后從飛機(jī)向下和向后輻射到地面。沖擊波本身呈“N”形狀，氣壓突然上升，接著氣壓突然下降，然后又恢復(fù)正常。氣壓變化導(dǎo)致地面上的人聽(tīng)到兩聲巨響，這就形成了音爆。飛機(jī)離地面越近，產(chǎn)生的音爆就越大。

　　一個(gè)常見(jiàn)的誤解是，飛機(jī)只有在突破音障時(shí)才會(huì)產(chǎn)生音爆。相反，音爆是飛機(jī)在超音速飛行的整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的連續(xù)效應(yīng)。所以，如果你從紐約乘超音速飛機(jī)去洛杉磯，當(dāng)你從頭頂飛過(guò)時(shí)，在飛行航線下的所有人都會(huì)聽(tīng)到巨大的轟鳴聲。

　　由于音爆會(huì)影響到公眾，干擾野生動(dòng)物，打碎玻璃和破壞舊建筑物，商業(yè)超音速飛行幾乎從一開(kāi)始就注定了最終的失敗。1964年，美國(guó)聯(lián)邦航空管理局(Federal Aviation Administration)在俄克拉荷馬城上空進(jìn)行了一系列測(cè)試，以觀察音爆對(duì)人口密集地區(qū)的影響。在6個(gè)月的時(shí)間里，空軍飛機(jī)在白天產(chǎn)生了1253個(gè)音爆。

　　盡管居民們一開(kāi)始是愿意接受檢測(cè)的，但在最初兩個(gè)月后，投訴和有關(guān)音爆造成破壞的報(bào)告就急劇增加，最終導(dǎo)致該項(xiàng)目提前結(jié)束。對(duì)音爆的反對(duì)，尤其是來(lái)自環(huán)保人士的反對(duì)，從那以后就越來(lái)越多。同樣，協(xié)和式飛機(jī)在1969年開(kāi)始試飛，7年后開(kāi)始客運(yùn)飛行，這期間一直面臨著來(lái)自全世界的抗議。

　　關(guān)于商業(yè)超音速飛機(jī)的熱潮

　　而其他致力于恢復(fù)超音速商業(yè)飛行的公司則采取了不同的方法�？偛课挥诓ㄊ款D的Spike Aerospace公司也在開(kāi)發(fā)一種低音爆的飛機(jī)，其S-512超音速飛機(jī)是一種可容納18人的商務(wù)噴氣式飛機(jī)。

　　Spike Aerospace總裁兼首席執(zhí)行官維克·卡喬里亞(Vik Kachoria)表示，他的公司之所以選擇研發(fā)小型飛機(jī)有兩個(gè)原因:商務(wù)客戶比普通客戶更愿意花錢乘坐超音速飛機(jī)，而且它對(duì)設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)也更小。和LBFD一樣，S-512部件的形狀對(duì)于減輕音爆影響也起了很大作用。

　　卡喬里亞說(shuō):“(減輕音爆影響)真的非常非常困難，尤其是在大型航空飛機(jī)上。那么，對(duì)我們來(lái)說(shuō)，解決方案就是制造一架更小的公務(wù)機(jī)。更小的外形，更短的長(zhǎng)度和更輕的重量都是減少音爆的重要因素。

　　S-512預(yù)計(jì)將在2019年進(jìn)行首飛，其音爆給地面帶來(lái)的噪音應(yīng)該不會(huì)超過(guò)75分貝，或者說(shuō)比正常的通話聲稍微大一點(diǎn)。相比之下，協(xié)和式飛機(jī)的音爆給地面帶來(lái)的噪音大約是105分貝。

　　“(傳統(tǒng)的)音爆可能有點(diǎn)令人不安，特別是如果你沒(méi)有預(yù)料到它的情況下，”卡喬里亞說(shuō)。“在航空展上你往往已經(jīng)做好了準(zhǔn)備，所以這一點(diǎn)很有趣。”

　　回到內(nèi)華達(dá)州里諾市，Aerion Supersonic公司也選擇了開(kāi)發(fā)公務(wù)機(jī)，但這種飛機(jī)并沒(méi)有標(biāo)志性的低音爆外觀設(shè)計(jì)。相反，Aerion Supersonic公司研發(fā)的AS2公務(wù)機(jī)將利用一種被稱為“馬赫截止速度”的現(xiàn)象，這將使它能夠以1.2馬赫的速度飛行，而不會(huì)產(chǎn)生音爆。

　　在以“馬赫截止速度”(Aerion將其稱為“消振巡航”)飛行期間，當(dāng)沖擊波進(jìn)入巡航高度以下較溫暖的大氣層時(shí)，將會(huì)向上折射。該公司表示，這種方式意味著AS2的成功并不依賴于尚未得到驗(yàn)證的低音爆設(shè)計(jì)技術(shù)。

　　Aerion Supersonic公司執(zhí)行董事長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官布賴恩·巴倫支(Brian Barents)表示:“Aerion Supersonic公司飛機(jī)高效的關(guān)鍵在于其領(lǐng)先的機(jī)翼技術(shù)，可以有效減少阻力和燃料消耗。”

　　目前，Aerion Supersonic公司正與洛克希德公司合作設(shè)計(jì)AS2，計(jì)劃將在2023年進(jìn)行首飛。而科羅拉多州的一家初創(chuàng)公司Boom Technology表示，它將研發(fā)一架可搭載55人的超音速飛機(jī)，其在超音速飛行時(shí)要比協(xié)和式飛機(jī)安靜30倍。

　　Boom多次拒絕接受采訪或透露更多計(jì)劃細(xì)節(jié)的請(qǐng)求。

　　繁榮之前

　　但即使是低音爆飛機(jī)在美國(guó)也面臨著一個(gè)巨大的障礙：自1973年以來(lái)，美國(guó)聯(lián)邦航空管理局(Federal Aviation Administration)已經(jīng)禁止在美國(guó)上空進(jìn)行民用超音速飛行。讓美國(guó)聯(lián)邦航空局解除禁令需要兩個(gè)步驟。首先該機(jī)構(gòu)需要為音爆確定一個(gè)可接受的噪音水平，而每家公司都必須證明其飛機(jī)的噪音不會(huì)超過(guò)這個(gè)水平。

　　美國(guó)國(guó)家航空航天局的科恩說(shuō)，他希望美國(guó)聯(lián)邦航空局的規(guī)定能夠更符合國(guó)際民用航空組織(ICAO)關(guān)于音爆的相關(guān)要求，而美國(guó)以外的大多數(shù)國(guó)家都遵循這一規(guī)定。事實(shí)上，國(guó)際民用航空組織并沒(méi)有完全禁止在陸地上空進(jìn)行超音速飛行，而是禁止傳導(dǎo)到地面的噪聲過(guò)大。

　　他表示:“我們希望用更高的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)取代禁令，就像是現(xiàn)在用于起飛和降落噪音的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)一樣。從本質(zhì)上講，如果飛機(jī)比這安靜，你可以證明它，就能獲得認(rèn)證通過(guò)。”

　　盡管美國(guó)聯(lián)邦航空管理局尚未討論其政策的任何變化，但在2018年的聯(lián)邦航空管理局重新授權(quán)法案中，國(guó)會(huì)要求該機(jī)構(gòu)著手恢復(fù)民用超音速飛機(jī)業(yè)務(wù)。

　　但即使這一過(guò)程需要10年時(shí)間，約西菲迪斯表示，如果美國(guó)航空業(yè)想保持競(jìng)爭(zhēng)力，政府必須堅(jiān)持到底。

　　他表示:“政府有責(zé)任主動(dòng)推翻這一禁令，并向一個(gè)新的超音速飛行商業(yè)市場(chǎng)開(kāi)放國(guó)內(nèi)航空業(yè)。如果我們不這么做，那么其他國(guó)家這么做只是時(shí)間問(wèn)題。”