-
美國航天局重燃超音速客機之夢 前途未卜
2016/3/3 8:57:06 來源:中國產業發展研究網 【字體:大 中 小】【收藏本頁】【打印】【關閉】
核心提示: 美國航天局在當地時間2月29日向洛克希德·馬丁公司資助2000萬美金研發商用超音速客機,這也是英法合造“協和號”超音速客機在2003年退役后首次啟動的超音速美國航天局在當地時間2月29日向洛克希德·馬丁公司資助2000萬美金研發商用超音速客機,這也是英法合造“協和號”超音速客機在2003年退役后首次啟動的超音速客機制造計劃。這也是NASA“X-planes”系列計劃中的一部分。
按照這份價值2000萬美元的合同,由洛克希德·馬丁領銜的一個團隊將在17個月內完成一款低音爆超音速示范客機的初步設計。計劃一經完成,飛行時間將被大大縮短,乘客將不用忍受擁擠漫長的旅途,6小時左右即可抵達地球上的任何一座城市。
NASA相關負責人CharlieBolden在周一的新聞發布會上表示,當飛機時速超過767.269英里時,便會產生惱人的轟鳴聲,由此,一般而言超音速飛機的飛行在美國是被禁止的。NASA此次希望制造一個更為“安靜”的超音速飛機。如果超音速飛行足夠安靜,也許會更大范圍地投入使用,這將為乘客的出行帶來極大的便利。
然而,新型超音速飛機卻很難逃出協和號失敗的陰影。
NASA資助的這項研究將專注于確保飛機穿越音障時產生的噪音能夠比原先的高速飛機大大降低。此前協和號超音速飛機由于穿越大西洋飛往美國上空時的速度無法超過音速,大大限制了其目的地的范圍。
70年前,美國空軍上尉查爾斯-耶格駕駛貝爾超音速X-1火箭飛機在1萬2800米的高空飛行時,速度達到1278公里/時,也實現了人類首次突破音障的壯舉。該飛機當時也是由NASA資助研發。而如今NASA帶著70年的傳承和使命,投入更加安靜的民用超音速客機的研發。事實上,NASA和洛克希德在超音速飛機技術方面的合作已經長達10年之久。
此次洛克希德將在改變飛機結構上下功夫,從而能夠擴散飛機在追趕音波過程中產生的沖擊波,這就需要飛機有細長如針的身形。
2003年退役的協和號超音速客機的最高時速為音速的兩倍,能夠實現3個半小時從倫敦飛往紐約。但由于運營成本過高,協和號在服役30多年后被迫退役。因此,控制成本同樣將成為NASA研發新機型的一大障礙。“別想著英國居民就馬上能夠四小時飛到美國參加會議,比超音速技術挑戰更大的是成本。”弗吉尼亞州TealGroup的航空分析師RichardAboulafia在一份研究報告中這樣寫道。
運營成本高來源于兩方面因素:其一,要飛得更快意味著要消耗更多燃料;其二,飛機細長的針形結構將大大限制乘客數量。“這就意味著適飛航線可能全部都是頭等艙乘客,而極少數航線能負擔得起全頭等艙乘客。”
油耗高也是一大問題。目前的亞音速沖壓發動機燃料是航空煤油,超音速飛機以航空煤油或者烴類作為燃料,更為先進的高超音速燃料則使用碳氫燃料或者液氫燃料。只有這樣才能保持發動機內的流速始終保持超音速。1973年和1979年兩次石油危機爆發,飛機燃料價格猛漲,令協和號遭受重創。“油耗多載客少”成為超音速飛機難以突破的屏障。
不過NASA認為科技的進步是永遠不會對成本敏感的,超音速商務客機有朝一日定能實現。NASA“X-planes”系列計劃于2020年進行飛行測試。
如果說成本可以不計較,那么安全性是永遠無法避諱的。2000年7月25日,法航一架載有100名乘客以及9名機組人員的協和號超音速飛機在巴黎市郊墜毀,機上人員全部遇難。業界對協和號的設計提出質疑。
杜克大學機械工程和材料學教授AdrianBejan在一項研究長達20年的物理定律中解釋了飛機設計與自然界生物的類似之處。他得出的結論通俗地解釋就是:“飛機越大越安全。”研究運用了大量歷史數據的分析,建立起飛機質量和速度的比例模型。該模型顯示自然界大多數動物都能遵照相同的斜率參數運動,普通飛機也在該斜率上,不過協和號飛機的數值是偏離該斜率的。“這就注定了協和號的失敗,因為它的設計沒有遵從自然規律。”Bejan團隊得出這樣的結論。
這或許注定了超音速飛機的命運。無論怎樣的設計,都逃不開“體積小,發動機大,機身和翼展不成正比”的尷尬。過去的數據揭示了客機要取得商業成功所必須遵循的設計參數。“事實證明數十年主導市場的客機做得都不錯,比如波音787系列大飛機安全系數就非常高。”Bejan對《第一財經日報》記者表示。
法國民航空管局負責人RafaelGuillet向記者透露:“當年協和號超音速飛機失事的原因是起飛時跑道上有一塊其它飛機遺留下來的金屬碎片,導致其起飛后墜毀。但是這無法阻止人類對更高飛行速度的追求,哪怕代價更加昂貴。所以超音速飛機有它存在的市場,就好像人類進入太空的努力一樣。”但是如何制造一款商業化的飛機并能夠使得它盈利,卻是另一回事。Guillet向《第一財經日報》記者介紹:“歐洲人在協和號飛機身上學到了很多經驗和教訓,被用于現在空客飛機的設計上。這說到底是整個歐洲的大戰略,現在人們越來越期待中國的航天計劃。”
事實上,中國自主研發的超音速教練機“獵鷹03”號2009年6月就已經在南昌首飛成功。該飛機融合了多項先進航空技術,并有望實現量產。2015年9月,中國航空新聞網報道稱,我國試飛中心又有某新型超音速測試機試飛成功,飛行速度和高度遠超其它試飛機型。從報道對該機型的飛行狀態描述來看,和SR-71“黑鳥”十分類似。
鄭重聲明:本文版權歸原作者所有,轉載文章僅為傳播更多信息之目的,如有侵權行為,請第一時間聯系我們修改或刪除,郵箱:cidr@chinaidr.com。