NASA正在铺就一条超音速旅行的回归之路

2019年03月11日 来源:

洛克希德·马丁公司设计的超音速飞机,被友昵称为“葱上云霄”。

在经历了澎湃与失意后,超音速客机将要“归来”? 目前,美国国家航空航天局(NASA)的工程师们正在努力定义一个较低音爆的新标准,波音公司和洛克希德·马丁公司也公布了他们超音速飞机的概念图——有趣的是,由洛马公司设计的超音速飞机,水绿嫩白的机身和削尖的整体造型,一公布就被广大友昵称为“葱上云霄”。

而据英国《每日邮报》版6月25日(北京时间)报道称,近日在2014美国航空航天学院年展上,亦出现了一款新型超音速客机。

NASA正在铺就一条超音速旅行的回归之路

该机能够有效降低超音速飞行所产生的音爆。《每日邮报》认为,NASA等机构,现正在铺就一条超音速旅行的回归之路。

难舍“超音速” 直到现在,超音速旅行都还是个令人热血沸腾的词汇。其实早在上世纪60年代,它就已经落实于研究中。曾几何时,乘坐协和式飞机进行一次跨越大西洋的超音速之旅,是西方名流们彰显身份的热门方式之一。

然而,尽管在运输效率上开创了新的纪元,安全性方面也总体表现良好,但协和式飞机始终没有摆脱高成本、设计缺陷等诸多问题的困扰。终,在一次机毁人亡的意外事故之后,协和号于2003年退出了民用航空的舞台。

协和号的隐退,并没有终结人们对于超音速民用航空的怀念与追逐。近年来更是不断有公司展示各自原创的未来超音速飞机。不过在将构想转变为现实之前,他们都必须解决一个协和式飞机当年就曾面临的问题——音爆。

音爆降低,再降低 当物体接近音速时,会有一股强大的阻力,使物体产生强烈的振荡,速度衰减,这一阶段被称为音障。当突破音障时,由于物体本身对空气的压缩无法迅速传播,逐渐在物体的迎风面积累而终形成激波面,其上集中了高度的声学能量。此时,人们会感受到短暂而极其强烈的爆炸声,称为音爆。

音爆释放的能量巨大。当飞机作低空超音速飞行时,不但地面的人畜能听到震耳欲聋的巨响,影响人们的生活和工作,严重的还可以震碎玻璃,甚至损坏不坚固的建筑物,造成直接损失。因此NASA禁止在陆地上空超音速飞行,其他国家管制陆地线路的航空机构也是如此。

从这个角度而言,降低音爆是超音速飞行器回归的重要前提之一。目前,业界使用“感知分贝水平”(PLdB)来测量音爆的大小。以协和式飞机为例,它的水平达到了105,足以震颤地面居民的窗玻璃。研究人员普遍认为,75是陆地上空超音速飞行的可接受值。

但NASA有志于将其水平降到70甚至更低——这并非易事,因为音爆与飞行器重量成正比关系。小型飞机或许可以轻松实现,但大型载人客机则要困难得多。波音和洛克希德·马丁公司的设计在风洞试验中的数据是79,已经被认为是相当出色的表现,但NASA依然坚持“70-”的高标准,并且不断加快技术攻关的进程。

因为在NASA以及许多工程技术专家看来,经过多年的积累,当前超音速研究领域的发展水平,已经足以支持实用性低音爆飞行器的设计与开发。

15年内回归云霄 此前,NASA已经在加州的阿姆斯特朗飞行研究中心试飞了小型样机,以此收集和听取参与实验的公众对噪声水平的意见。此外,NASA还不断改良机体的外形设计,包括更加细长的机首、更加平滑的机身以及有利降低音爆的三角翼等等。NASA表示,“更安静的超音速飞机”将逐步解除不允许在陆地上空进行超音速飞行的行业禁令。

不仅NASA一家,波音公司、洛克希德·马丁公司、Aerion、斯派克宇航等企业当前也在推进研究的步伐。维珍银河航空的老板理查德·布兰森更是宣称,即将造出时速一万九千英里的产品。行业分析普遍认为,新型超音速民用客机,有望在未来的15年内投入使用。(张梦然 中国科技-科技)

:刘霁(实习生)、赵竹青

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