AS2超聲速公務機前景看好

考慮到小型超聲速飛機的聲爆強度相對較弱以及高端客戶對時間敏感度高於油耗等因素，業界普遍認為航空運輸重回超聲速時代應從公務機開始，即先研製巡航速度Ma1.6～1.8甚至更低的中、小型超聲速公務機，進而再發展大型的高超聲速客機。

AS2方案的巡航速度和航程關係圖。

多年來，包括灣流、蘇霍伊、達索等在內的飛機製造商一直在開展超聲速公務機的研究，試圖搶奪超聲速民機市場的第一塊蛋糕。在眾多的超聲速公務機方案中，美國Aerion公司研製的AS2公務機進展較快，已經突破了多項關鍵技術。

從北京出發AS2可以覆蓋的城市（綠線為巡航速度Ma1.4計算；黃線為巡航速度Ma0.95計算）。

目前來看，AS2公務機的性能指標設定比較合理，採取的動力、材料、結構和機載系統等大都依靠現有的成熟技術，尤其是2014年空客集團的加入為Aerion公司帶來了許多飛機製造、取證方面的經驗，因此業界對於該機的前景非常看好。空客已經派出一個工程師團隊協助Aerion公司進行機體結構、數字飛行控制、集成燃油系統和著陸系統設計工作。空客防務與空間公司（ADS）正在設計AS2的輕質、高強度複合材料機身和機翼。ADS是空客大尺寸複合材料的精益中心，也是空客A350XWB主要機體結構（比如機翼蒙皮）的供應商，相信它的加入能為AS2帶來足夠的支持。

AS2的研發背景

位於內華達州里諾市的Aerion公司是美國一家專業開發高效超聲速運輸機的公司，於2002年成立。10多年以來，Aerion公司同NASA和其他航空研究機構一道共同研發了多項先進的機翼技術，包括超聲速自然層流（NLF）技術、低聲爆設計技術等，為超聲速公務機的開發奠定了很好的技術基礎。

AS2機翼採用10根梁的結構，類似於噴氣戰鬥機。

Aerion公司2004年啟動了第一款雙發噴氣公務機AS1的研製。AS1項目是當時投入規模最大、研製進度最快的項目，還獲得了50架的意向訂單（單機價格8000萬美元）。但受到2008年金融危機的影響，AS1的研發工作一度進展緩慢。從2014年開始，在經濟緩慢復甦和油價持續下跌背景下，Aerion公司宣布與空客集團組成聯合研發團隊繼續加大力度開發AS系列公務機，並將原來的雙發AS1公務機方案調整為三發的AS2方案。目前，雙方正在開展AS2的工程設計工作。

2015年11月，AS2公務機獲得20架啟動訂單，Flexjet公司成為AS2的首家用戶。2014年年初的市場調查顯示，未來20年該機的市場需求量約為600架。根據Aerion公司計劃，AS2將於2018或2019年首飛，2021年取證，2023年投放市場。

飛行性能和運營特點

AS2採用「小後掠梯形薄機翼+T形尾翼」的常規布局，機長51.8m，起飛重量約54.8t，載客8～12人，最大巡航速度Ma1.5，無聲爆飛行巡航速度Ma1.1～1.2，航程超過8000km。

AS2的飛控系統完全在機翼內部。

AS2共有4個設計點，分別是跨聲速巡航、無聲爆巡航、高速遠程巡航和最大速度巡航。AS2的最大巡航速度為Ma1.5，用於快速的跨大西洋飛行和其他的遠程航線。這個速度比遠程亞聲速噴氣飛機的最大巡航速度高67%。高速遠程巡航速度為Ma1.4。在這個速度下，跨大西洋航線可節省3h，跨太平洋航線可節省6h以上。無聲爆巡航速度為Ma1.1～1.2，無聲爆巡航利用了大氣層特點條件下的「馬赫數截止效應」，將向地面傳遞的特定強度的激波反射回天空，僅使強度很小的餘波傳向地面，從而減弱聲爆。AS2可依據當地的氣溫、風速、濕度等大氣條件不同程度地利用該效應。跨聲速巡航速度可達Ma0.98，這比目前任何亞聲速客機的最大速度都大，並且在Ma0.95時可達最大航程（9816km）。

AS2能將起落架完全收入機身,增加可用燃油體積、減少翼盒重量並增加剛度。

未來，Aerion公司計劃開展飛行驗證以獲得FAA對以無聲爆巡航速度跨大陸飛行的批准。一旦演示驗證成功，FAA將有可能採用ICAO的標準，允許AS2在美國大陸上空進行無聲爆的超聲速巡航（目前，FAA禁止在美國大陸上空進行Ma＞0.99的飛行，而ICAO允許在大陸上空進行無聲爆的超聲速巡航）。

根據不同要求，AS2的巡航速度和航線可以靈活設置。如果AS2飛越的國家允許無聲爆超聲速巡航，AS2可以Ma1.1～1.2巡航；如果禁止超聲速巡航，AS2則可以Ma0.95～0.98的跨聲速進行巡航；此外，根據航線飛越地區不同的地理位置，以所需時間最短為目標，也可將航線設置為跨越大洋的航線。

機頭布置了主要的航電和環境控制單元。

在運營方面，AS2同目前的噴氣公務機並無二致。在海平面標準條件，AS2在最大起飛重量下的起飛平衡場長為2286m。當以45.36t起飛時，平衡場長不到1829m，這符合幾乎所有的公務航空機場的起飛條件。AS2在典型著陸重量下的進近速度低於250km/h。由於梯形機翼良好的低速性能，起飛時無須較大迎角，因此機頭駕駛艙具有良好的視野。AS2能夠在46km/h側風的情況下完成起降，能在任何機場完成自主操作，無須專用設備，利用一般的拖車即可進行飛機拖曳。特別值得一提的是，AS2能夠滿足將於2018年生效的更加嚴格的FAR36部第5階段/ICAO附件16第14章雜訊標準，這使得該機滿足在世界上絕大多數機場起降的標準（「協和」由於起降雜訊太大，被許多機場禁飛）。

2016-04-20 09:45 國際航空微信公號 國際航空我要評論0

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AS2的關鍵技術

AS2原計劃採用3台普惠公司的JT8D發動機。後來綜合考慮在安全性、發動機壽命、維修性和雜訊等方面因素，重新確定採用3台推力約66kN的低涵道比渦扇發動機，目前還未公布發動機的選型。

被掛在F-15B飛機機腹下的SNLF機翼試驗段。

AS2的機體結構將主要採用碳纖維複合材料，在熱載荷較高的前緣和局部結構處會採用鈦合金。空客通過多輪設計迭代降低機翼重量，最終採用10根翼梁的結構，類似於目前的噴氣戰鬥機。大多數燃油儲存在機翼前後的機身內。為了使波阻最小化，機身截面形狀沿軸向有所變化，最大截面形狀位置在客艙處。為了增加可用燃油體積、降低翼盒重量，設計了將起落架完全收入機身的方案。AS2的飛控系統使用電傳和液壓兩種方式以確保可靠性，系統完全布置在機翼內部，沒有傳統的襟翼滑軌艙，有利於保持高氣動效率。此外，機頭布置了主要的航電和環境控制單元，為後部壓力艙段提供了更大的燃油儲存空間。

Aerion公司多年來在氣動技術方面的研究成果主要包括高效的計算流體力學（CFD）優化軟體，以及通過多年試驗研究突破的超聲速自然層流技術等。AS2公務機之所以被業界看好，很大程度得益於這些突破性的工作。Aerion的子公司——Aerion技術開發了全機氣動優化的計算軟體，該軟體在氣動模擬、參數優化等方面具有很高的水平。空客集團最開始也是由於對這個軟體產生了興趣，最終決定和Aerion聯合開發AS2。

超聲速自然層流技術（SNLF）是Aerion公司最著名的專利技術。傳統的超聲速飛行解決方案是三角翼，但是展向流動造成了邊界層轉捩為湍流，摩擦阻力大大增加。AS2採用SNLF技術，利用較薄的梯形機翼減弱展向流動，實現了更大面積的層流，使得機翼摩擦阻力降低了約70%，全機摩擦阻力降低約20%，這可以說是一個巨大的效率提升。

20世紀90年代，Aerion公司的創始人之一兼首席技術官理查德·特雷西博士首先提出了在超聲速商用飛機上採用自然層流設計的概念。他在美國國防預研局（DARPA）的資助下開展了前沿技術研究。1999-2014年，Aerion公司同美國航空航天局（NASA）合作開展了大量的飛行試驗。在一系列NASA的開創性飛行試驗中，Aerion設計的SNLF機翼試驗段被掛在F-15B飛機機腹下，進行了直到Ma2.0的飛行測試。飛行試驗達到了兩個目標，一是驗證了亞聲速和超聲速條件下的穩定層流，二是驗證了Aerion公司飛機設計工具的預測能力。（蘇霓，王元元）

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