NASA致力研發的「無聲」超音速飛機 將產生何種影響
突破音障一直是工程界的一大挑戰。並且,音障還會產生令人且驚且怒的巨大噪音。在二戰結束後那段令人目眩神迷的日子裡,NASA當時還叫做NACA(美國國家航空諮詢委員會),超越音速意味著找到一名樂意冒險的飛行員,打造一架能勝任高速飛行的飛機,然後飛速划過荒無人煙的沙漠上空。
圖為試飛中的Bell X-1火箭飛機
查克·耶格爾(Chuck Yeager)駕駛NACA研發的Bell X-1型飛機,成為了突破音障的第一人。如今,超音速飛機最常採用的形式便是噴氣式戰鬥機。
如果是在戰場或訓練場上,超音速飛機產生的音爆不足為重。畢竟被炸彈轟炸時,沒人會去關心噪音污染。但如果要把超越音速的創新技術轉化為商業用途呢?這個問題無疑困難得多,並且與目前飛機的物理局限相比,噪音問題解決起來更加棘手。
如何在實現「超音速」的同時,解決「音爆」問題?這正是NASA航空部門的研發重點。在NASA的2019預算申請書中,「打造安靜的超音速飛機」尤為顯眼,因為這一目標的困難度和急迫性都十分突出。NASA希望在2021年前完成試飛。但這一成就對我們普羅大眾而言有何意義呢?實際上,這樣一架飛機能夠將我們風馳電掣、且安靜舒適地載至任何目的地。
過去曾有一種名叫「協和」(Concorde)的超音速客機,主要由英航和法航聯合運營。它僅需三個半小時便可從紐約飛到倫敦,只有普通客機的一半。並且這條航線下方主要是大西洋,廣闊無垠、悄無人煙,非常適合超音速飛行。在大部分飛行時間裡,它的巨大噪音並不會造成太大影響。
但為了在機場降落,飛機仍需飛近人群,常使人們抱怨連連。《紐約時報》1977年曾這樣描述過協和式客機的噪音:
「意料之外的巨響——比如爆炸聲、轟鳴聲、嘯鳴聲等等——不只是令人討厭而已。人體會將其視作危險來臨的警告,並自動做出反應,做好『逃跑或戰鬥』的生理準備。實驗室生成的噪音即可讓人體產生這些反應,而當英法聯合打造的協和式客機昨天首次降落在紐約時,發出的噪音比實驗室中的還要大。協和式客機降落時或起飛時的噪音可能會引發人們對上述生理反應的新一輪擔憂,並且起飛時尤甚,因為飛機起飛時的聲音比降落時大得多。」
從1969年首次升空,到2003年最後一次降落,協和式客機始終被人們的抱怨所圍攻。如何在飛機功能、超快航速、以及對航線附近居民的影響之間找到平衡,一直是協和式客機面臨的巨大挑戰。
「縱觀歷史,政府幾乎從未像解決協和式超音速客機引發的爭議時這樣,為先進技術與環境影響間的衝突舉辦專題討論會。」美國交通部官員羅伯特·B·多寧在1976年寫道。
安靜的超音速飛機需要藉助現代材料與工程技術,這在上世紀60年代是無法實現的。如今,我們既要讓飛機實現超音速飛行,又不能影響人們的正常生活。
這無疑是一個美好的夢想。而假如安靜的超音速飛機如期問世,第二代超音速民航產業也不會只有一種型號的飛機。屆時,這種超快、超靜的旅行方式將迅速流行開來,航線也不僅限於開放海域上空,而是遍及世界各地。
此外,如果NASA打造安靜超音速飛行的努力沒有白費,噴氣式戰鬥機可能也會沿用相同的設計,成為無聲的致命殺手。
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