未来民航飞机 将是超音速系列

据英国《每日邮报》报道，美国航空航天局（NASA）日前宣布准备投资230万美元（约合1426万元人民币），用于超音速飞机的研制。部分经费将专门用于研究如何减轻音爆。

报道称，NASA想改变普通民众无法享受超音速旅行的现状，资助更便宜且更环保的超音速旅行。新一代商用超音速飞机技术将在2025年首次投入生产。NASA今年2月2日公布的2016年财政预算申请中提及一款商用超音速发动机，并计划将其作为该年度的主要研究方向。最近的消息是这一计划的进一步细化。

这笔经费将用于8个不同的研究项目，其共同目的都是为了解决飞机研制中遭遇的技术挑战。NASA正忙于收集数据，为制造新型的低噪声飞机做准备，新型飞机可以打破对超音速飞行的相关限制。相关人士称：“降低超音速音爆，即超音速飞机飞行时产生的振动波，是超音速飞机商业化的最大限制因素。”

美国宇航局的未来飞机概念设计档案显示，各种针状、圆滑或三角翼机身造型的未来飞机最快可在未来10年后推出。其中最受欢迎的一款设计被称为“混合翼身”。按照这种设计，飞机的机翼与机身可无缝结合，看起来更光滑，极大程度地减少噪音、降低油耗。一公布就被广大网友称为“葱上云霄”。

针状、圆滑或三角翼机身造型可极大程度地减少噪音、降低油耗。

载客量偏小 如何降成本

摆在人们面前的主要问题之一就是超音速飞机的运营成本问题。以作为世界上为数不多投入商用的协和超音速客机为例，该飞机标准客座为100，最大客座为140，载客量偏小，运营成本较高。从而降低了它的经济性。

飞到臭氧层 如何降废气

超音速飞机投入商业运作的另一障碍，是废气对高层大气层平流层的破坏。超音速飞机飞得很高，达到了臭氧层，使用现有的航空燃油会给上层空气带来污染。科学家们认为，低温液氢是吸引人的燃料，它在燃烧中不产生二氧化碳，只产生水蒸气。但它的密度太小，体积是航空燃油的四倍，需要巨大的油箱，这对飞机的结构与布局将有显著影响。

麻省理工学院将在4年内获得120万美元拨款，目前正致力于研究减低音爆所造成的噪音。

四大挑战

声音震聋耳 如何降音爆

降低超音速音爆——即超音速飞机飞行时产生的振动波是超音速飞机商业化的最大限制因素。

音爆一直是困扰超音速民用航空发展的技术问题。音爆指的是，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，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，当飞机做低空超音速飞行时，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。

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。“地面上的人就感觉耳边响着高速运转的电锯声”，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。

抗高温高压

要用啥材质

NASA希望研发一种5倍音速以上的高超音速飞机。目前NASA研发的超音速燃烧冲压喷气式发动机点火后，可以让飞行器加速到5马赫，甚至更高。美国空军希望，这种技术最终能运用到民用载人飞机上。美国空军首席科学家麦卡·恩兹利表示，就目前科技而言，坐商业航班从纽约飞到洛杉矶要5小时。用高超音速飞行器，只需要30分钟就能飞完全程。

速度的提升，意味着飞行器表面将形成高温高压的环境，导致机身表皮迅速膨胀，而积聚的能量对飞机的结构也会产生巨大冲击，可以摧毁大部分材质的飞行器。这要求发动机燃烧室内壁必须能屏蔽内部的热量。

美国宇航局的

未来飞机概念设计

“Icon-II”是波音公司与NASA合作设计的超音速飞行器概念产品。其设计宗旨是为了节约燃料。在减弱音爆方面也取得了巨大进步，很可能满足商用超音速飞机的标准。

X-48C是美国宇航局设计的“混合翼身”，其内部载客和运货空间更大。三角形外观看起来很像间谍飞机，能够有效降低空气阻力。这款飞机翼展仅为6.54米，有望在未来15年到20年内投入军用。

Concorde

协和超音速客机困境重重

性能数据

最大巡航速度M2.04

海平面爬升率25.4米/秒

最大载重航程5110千米

起飞距离3410米

着陆距离2220米

噪音特性

起飞噪音119.5分贝

侧向噪音112.2分贝

进场噪音116.7分贝

由法国宇航和英国飞机公司联合研制，1976年投入服务，能在15000米的高空以2.02倍音速巡航，从巴黎飞纽约只需约3小时20分钟，比普通民航客机节省超过一半时间。1996年2月7日，协和式飞机从伦敦飞抵纽约仅耗时2小时52分钟59秒，创下了航班飞行的最快纪录。

2000年7月25日，协和号客机班机AF4590在起飞时辗过了跑道上另一架美国大陆航空的DC-10脱落的小铁条，造成爆胎，轮胎破片以超过音速的高速击中机翼其中的油箱。引发失火，导致飞机于起飞数分钟后即爆炸坠毁于机场附近的旅馆，最终造成113人丧命。

此次失事给社会大众心理上带来严重影响，不论这家飞机以往声望有多高，但仅仅一次的失事就让协和号从此一蹶不振，并于2003年退役。

协和超音速客机标准客座为100，最大客座为140，载客量偏小，运营成本较高。从而降低了它的经济性。二是起落时噪音太大，致使世界上绝大部分国家都不让它起落；而且由于超音速飞行产生的音爆，被限制不得在大陆上空进行超音速飞行。据法制晚报、中新社