上个世纪客机曾有过超声速之梦

 
     

欧洲的“协和”和苏联图-144令人亢奋

上世纪70年代,当欧洲的“协和”和苏联图-144投入运营的时候,民用航空运输业像注射了吗啡一样亢奋异常,无数人都在憧憬着指日可待的民航运输业“超声速革命”。所有的亚声速客机,似乎一夜之间被挤进了故纸堆。

人们一厢情愿地认为,相对于高速旅行的振奋,超声速客机的音爆噪声已变得无足轻重,大家将会把它作为享受快速航空服务的合理代价。

 

德国辛斯海姆汽车和技术博物馆,是世界上惟一可以同时看到超声速双雄“协和”和图-144的地方。

超声速客机之梦毁于坠机

 
     

图-144与“协和”双双在航展现场坠毁

与图-144相比,“协和”本应有更好的机会,除了英法的坚定支持和航电与性能优势,“协和”也的确短暂兴奋了市场,订单数量曾一度飙升到74架。

但好景不长,图-144的两次坠机,让同属超声速客机的“协和”受到株连,而接踵而至的石油危机则迅速压瘪了航空公司的钱袋,许多订单被取消。

最终,只有执著的英国航空公司和法国航空公司接收了“协和”。但2003年法航“协和”在巴黎坠毁,机上109人罹难,成为压垮“协和”的最后一根稻草。当年11月26日,“协和”也黯然退出了航运市场。

 

世界上首架成功试飞的超声速客机是苏联图-144,并非欧洲“协和”。

超声速客机美国梦由政府买单

 
     

美国要造更强更快的超声速客机

早在“协和”和图-144孕育之时,美国就发现超声速客机市场存在被欧洲和苏联垄断的可能。美国坐不住了,肯尼迪总统在1963年公布了国家超声速运输计划,支持美国企业开发同类产品,直接向图-144和“协和”叫板。该项目的鼎盛时期,曾资助了波音2707超声速客机75%的研制费用。

美国的胃口更大,决意把载客量提升一倍,达到250人,飞行速度提高到2.7马赫,而且具备洲际航程。但在1971年3月,国会决定停止为该项目拨款,理由是这类客机缺乏“清晰的市场定位,前景不够明确”,另一层潜台词则是,亚声速客机的统治地位仍不可摇撼,而波音已成为该领域的霸主。尽管此时波音2707已经获得了25家企业的115架订单,但美国政府还是毫不迟疑地宣告项目终结。

 

图-144为单通道客机,其内饰在三大超声速客机里最为朴实无华。

超声速客机造出来容易赚钱难

 
     

技术虽能搞定但成本高昂

教训总是有的,人们意识到经济性和噪声,是超声速客机成功运营的两大障碍。由于音爆噪声太大,超声速客机只能在水面上超声速,而“协和”和图-144使用的涡喷发动机,其经济性也难以满足锱铢必较的航空运输企业需要。

今天,这两只拦路虎完全能被请走——先进高性能经济型涡轮风扇发动机,完全可以提高经济性,而音爆噪声,也可以通过计算机辅助设计和先进试验技术逐步解决。然而,即便这些技术能够成功,也决不会便宜到足以匹敌现有客机的地步。

历史证明,新技术投入使用初期运营成本不免高昂,但随着技术进步和运营规模化,这些成本会逐步降低。“协和”最大的遗憾,可能是没能熬到完成这一“廉价化转折”。一种戏谑的说法是,超声速客机短命的原因是“活得不够长”。

 

欧洲“协和”客机由英法合力打造,相较苏联图-144和美国波音2707,“协和”商业运营化之路走得相对较远。

人类正在冲击新一代的超声速客机

 
     

超声速音爆噪声无法根治但可降低

在波音和空客的正式客机开发计划中,仍看不到超声速客机的影子。但人们对超声速客机的研究,却正在公众视野之外缜密地进行。NASA研究人员正在与波音和洛马公司的团队合作,设法先除掉音爆这只拦路虎。

研究人员利用计算机模拟技术和风洞试验技术,正对一些新颖的超声速客机构型方案进行评估,这种新构型的特殊之处在于,它产生的音爆足以安静到不会吵扰地面居民。

过去人们就已知道,降低超声速音爆噪声的方法之一是加长飞机机体长度,使其变得更加颀长。理论上,足够长的机身能解决音爆噪声问题,但接下来你要对付的就是什么样的机场能容纳长达800英尺(244米)的飞机了。

现在,研究人员正利用计算机设计全新的飞机三维构型,新构型可以重塑超声速激波的形状,利用大气衰减效应来削弱激波的强度,等到激波传到地面,冲击已经衰减到如同远方的闷雷。

“协和”音爆的感觉噪声水平为105分贝,但技术人员认为这一数字必须降至75分贝,才能满足无限制飞行需要。他们新设计的构型方案之一,音爆的感觉噪声水平已经达到79分贝,但研究团队的野心更大,他们希望最终达到70分贝。

 

超声速客机最大的技术挑战不止在于发动机,而在于音爆噪声非常棘手,难以解决。图为“协和”两具一组的发动机。

新一代超声速民用飞机不会是普通客机

 
     

超声速公务机或于十年内亮相

虽然音爆噪声有望解决,但另一些研究结论却预示着,唤醒超声速客机这位睡美人的英俊王子可能并非源于“王室正统”。研究人员发现,如果要充分利用现有航空技术并降低起降噪声,超声速客机的尺寸不能太大,而巡航速度的选择也应以1.6~1.8马赫为宜。

与这些忠实于试验证据的技术人员相比,公务机制造业早已凭借市场嗅觉,提出了新一代安静型超声速客机(QSST)的概念,一些企业已经着手考虑开发。乐观人士预计,公务机这位英俊王子唤醒超声速客机这位睡美人的日子,也许就在十年之内。

 

“协和”、图-144、波音2707为代表的第一代超声速客机虽然并不成功,但人类不会放弃对超声速飞行的追求。人类目前的技术储备足以支持第二代超声速机客机的开发。图为有两片小胡子的图-144客机。

结语

超声速航运的突破点极有可能是小型或中型公务机,因为搭乘公务机的大佬们从不敏感于坐驾的运营成本,这些和他们的时间价值相比不值一提。之后,普通客机的速度有可能因此受益提升。

《航空知识》独家供稿


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编辑:NO117
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