消除音爆问题，全新一代超音速飞机X-59将在2021年首飞
想变得更安静 军用机仍需向客机讨教
自2003年大名鼎鼎的协和式超音速客机退役后，商用超音速空中飞行就成了人类一直奢望的梦想。然而，新的超音速客机还在继续研制。
近日，美国国家航空航天局(NASA)宣布与军火巨头洛克希德·马丁公司共同研发的X-59超音速飞机获准进行最终组装和集成。如果一切顺利，这一飞行速度约1.2马赫的全新一代的超音速飞机将在2021年首飞。
X-59飞机最引人注目的要算是静音性能了。NASA2012年宣布重启超音速飞机研发，其主要目标就是消除音爆问题，测试“安静超音速技术”(QueSST)。据称，它以超音速掠过地面上空，噪音影响几乎可以忽略不记，这在以往是不可想象的。
“超音速客机技术上的突破，与超音速轰炸机、超音速无人机等军用机技术密切相关。”航天专家葛明龙告诉科技日报记者，“研制超音速客机当务之急是要降低音爆噪音，以便取消美国早些年作出的禁止超音速客机飞越美国大陆的决定。人类如果要继续研制超音速军用飞机，同样要向X-59的超音速静音技术学习，不仅可解决音爆噪音扰民的问题，也可增加飞行的隐蔽性。”
记者了解到，40余年前人类造出的超音速客机——法英联合研制的协和式和前苏联的图-144，均已批量生产并投入商业营运。这两种超音速客机的外形、结构和主要参数很相近，开始服役时间只相差一个多月。普通客机的巡航马赫数在0.85左右，相比而言显然这两种超音速客机飞得快多了。总的来看，第一代超音速客机还算比较成功。
葛明龙指出：“其退役的原因主要还是因为技术水平不够和经营亏损。超音速飞机飞过0.8至1.2马赫的跨音速区域时会产生音障。第一代超音速客机设计了较流线的机身，并且采用了三角翼，设置了可下垂5至12度以增加驾驶员视野的移动式尖机鼻，能有效突破音障。但是音障产生的噪音大，使得美国不允许其飞过大陆上空，限制了其的广泛应用。”
音爆产生的噪音有多可怕呢?
据称，美国当年试验XB-70“女武神”超音速轰炸机时，发现哪怕飞机在2万米高空飞行，音爆依然能够传递到地面，而且声音很大。
对于第一代超音速客机，葛明龙表示，通过计算发现，这两种飞机飞得还不够高，动压和由此产生的阻力要比普通客机高出2.38至2.43倍，再加上用的发动机型号较早，使得飞行耗油大增，既不经济，又影响航程。这两种飞机仅各生产了十多架，制造成本高。而且由于机票价格昂贵和各发生了一次外界原因导致的机毁人亡的事故，飞机上座率和载客量不足，航线经营亏损，造成停产、停飞和退役。
“飞机要快必须飞得高，这样才能减少阻力和达到省油的效果。巡航马赫数2.0时对应的巡航高度不应低于20公里。”葛明龙指出，增强其推力可以试试采用功率大、可使飞机爬升加快和增加飞行高度的发动机。采用涵道比1或接近1的加力型低涵道比涡扇发动机，既可以降低起飞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缩短飞过跨声速区的时间。
虽然以上两种客机的研制工作是完全停止了，但新的超音速客机还在研制。俄罗斯总统普京曾表示支持在图-160超音速轰炸机的基础上制造民用版超音速客机，但考虑到经济性和舒适性，专家对其并不看好。此次曝光的X-59飞机则是全新研制的超音速客机。
X-59飞机由洛克希德·马丁公司著名的臭鼬工厂制造组装。这家工厂曾制造了史上最快的飞机——大名鼎鼎的SR-71“黑鸟”高超声速战机。
SR-71釆用了轻型高强度钛合金材料，最早采用了“合成涡喷冲压发动机”、耐高温的燃油、密封剂、润滑油等，因而能飞得更高和飞得更快，创造了服役24年未曾被击落的纪录。该飞机退役后至今仍被NASA用于飞行试验。
当前，美国曾经研制或正在研制的高超音速飞机有SR-71、X-43A、X-37B等。其中，最值得关注的是洛克希德·马丁公司正在发展的SR-72高超音速无人侦察机。SR-72就是SR-71“黑鸟”的后继机，其最大特点是采用涡轮喷气发动机和超燃冲压发动机组合动力，采用飞翼布局，能以6马赫高超音速飞行，并连续飞行24小时。
从目前看，现在研制的超音速客机用的碳纤维材料、“合成涡喷火箭发动机”等技术应该能使SR-71获得新生，也能应用到SR-72等后续的超音速甚至高超音速军用飞机上。“未来超音速军用飞机或许会使用民用超音速客机系列技术，例如降低音爆噪音和起飞噪音的技术、降低动压及相关的飞行阻力的技术、节省燃油和增加航程的技术、提高可靠性和安全性的技术等。”葛明龙说。(记者 张 强)
关键词： 消除音爆
