你相信嗎?未來坐上超音速客機,北京飛上海,可能只需半小時。近日,在江蘇無錫召開的中國航空科學(xué)技術(shù)大會上,發(fā)布了2026年度航空領(lǐng)域的重大科技問題,超音速客機成為全場焦點。

  國際上NASA的X-59已完成低聲爆超音速試飛,國內(nèi)天目山實驗室驗證機也將于今年年底沖刺超音速試飛?赡芎芏嗳藭苫,超音速戰(zhàn)斗機技術(shù)已經(jīng)很成熟,為什么不能直接拿來用于民航?從軍用到民用,還有哪些技術(shù)瓶頸?

  超音速客機,有哪些技術(shù)瓶頸?

  超音速飛機,簡單說就是飛得比聲音還快的飛機,一般要達到聲速的1.5至2.0倍。聲音在空氣中傳播的速度大約是每秒340米。

  傳統(tǒng)民航客機的飛行速度大約每小時900公里,只有聲速的八成左右。軍用的超音速戰(zhàn)斗機擅長短跑,能短時間加速沖刺突破音速。但是如果要改成民用客機,必須要做到長時間超音速續(xù)航,對發(fā)動機和油耗的要求更高。

  還有一個繞不開的技術(shù)瓶頸—聲爆。

  飛機飛行時,發(fā)出的聲音也在向外傳播,聲波就像一個包裹著飛機的球體不斷向外擴散,飛機相當(dāng)于帶著自己的聲音在跑。

  當(dāng)飛機的速度接近音速,飛機和聲波齊頭并進,就會出現(xiàn)一個問題,前方的聲波來不及散開,空氣不斷擠壓堆積,就形成了一道無形的屏障,也就是音障。當(dāng)飛機繼續(xù)加速沖破這道屏障,機身周邊就會產(chǎn)生強烈空氣沖擊波,傳到地面就是我們聽到如同爆炸一般的響聲,這就是聲爆。

  上世紀60年代,英國航空的協(xié)和超音速客機橫空出世,速度是現(xiàn)在民航客機的兩倍多,速度快到能在飛機上追著太陽看日出。但它產(chǎn)生的聲爆聽覺響度超過了100分貝,地面的人聽著就像是打雷,聲爆產(chǎn)生的沖擊波還會讓窗戶劇烈抖動,甚至震得玻璃開裂。所以,人類的第一代超音速客機在2003年就全部退役。

  如何攻克“聲爆”問題?

  雖然超音速客機在航空歷史上是曇花一現(xiàn),但人類對它的研究并沒有停止。物理上聲爆無法徹底消除,只能盡可能想辦法減弱。

  今年6月,NASA的X-59驗證機完成了它首次超音速飛行,本次試飛達到1.1倍音速,它的目標是讓聲爆聽起來不超過75分貝。

  同時,中國科學(xué)家也在想方設(shè)法減小超音速客機的噪聲。去年,天目山實驗室縮小比例的驗證機已完成低速試飛,飛機采用“三翼面+T尾”氣動布局,把集中在飛機前方的沖擊波分散開、變?nèi)岷汀?/p>

  科研團隊介紹,計劃今年年底開展超音速試飛,目標是讓飛機產(chǎn)生的聲爆聽起來不超過80分貝。

  除了降低聲爆,超音速客機還有不少技術(shù)門檻,國內(nèi)正在搭建完整的攻關(guān)鏈條。中國航空研究院研究員航空工業(yè)集團首席專家錢戰(zhàn)森表示,發(fā)動機核心機、進氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)的研制充滿挑戰(zhàn),部分零部件還需要適當(dāng)調(diào)節(jié),才能保證飛行器在全速域飛行的效率最高。

  對比當(dāng)年的超音速客機,如今我們擁有更先進的氣動仿真、新材料與飛行控制技術(shù)。不過,距離普通人坐上商業(yè)化超音速客機,業(yè)內(nèi)預(yù)估至少需要20年的持續(xù)研發(fā)與驗證。

編輯:吳佳怡
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