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這個十一你還困在遠程航班上?這些飛機將把飛行時間縮短一半

對於今天的飛機製造技術而言,超音速飛行並非難事,1976年到2003年期間,你可乘坐法國航空公司或英國協和航空公司的商業航班「協和」飛機,在3小時內跨越大西洋。但隨著這款有史以來飛行速度最快的民用飛機的退役,音速之上的飛行是軍用飛機的專利。

民用超音速飛行難題有三:

1.經濟性

決定「協和」命運的要素,為了獲得高速所消耗的燃油造成高昂的運營費用。

2.環保與相關法規限制

在今天的相關法規下,以往的超音速飛行技術的高噪音與高污染已經不再適用。另外許多國家的民航法規禁止在陸地上空的超音速飛行,限制了超音速飛行的航線與空域。

3.難以消除的「音爆」

在飛機突破音速時會產生巨大的震動與聲音,這也是超音速飛行器難以有效控制噪音的主要因素,如果飛行高度較低,音爆所產生的聲音與氣流甚至可能對地面建築與人造成傷害。

自從協和飛機在2003年最後一次飛行以來,普通旅行者沒有了以超音速飛行的機會。民用飛機受到禁止在世界大部分陸地區域產生音爆的規定限制,按當前的法規超音速飛行只有在飛越海洋時才能發揮作用。對著法規的逐步放開以及新技術的進步,前兩個難題已經不再是阻礙,最大的問題仍然是「音爆」,就像人類第一次試圖突破超越音速一樣,只不過現在需要突破的不是速度而是聲音本身。

美國航空航天局的低音爆X-Plane

美國航空航天局(NASA)的終極目的是希望證明該技術的可行性,以便商業飛機製造商能夠採用它。美國航空航天局的目標是通過設計和測試一種新型的實驗飛機來改變這一現狀,這種飛機可以在不產生世界上大部分國家都禁止的惱人的、破壞性的音爆的情況下打破音障飛行。該機構授予洛克希德·馬丁航空公司一份價值2.47億美元的合同,建造新的X試驗機(X-Plane)——一種實驗性的、獨一無二的、有飛行員駕駛的噴氣式飛機——來測試旨在緩解音爆的尖端技術。最終的目標是將當時已被證實的技術轉讓給商業製造商,從而使商業的超音速航空旅行捲土重來。

測試飛機的設計是為了打破音屏速度,同時創造出一種如此柔軟而安靜的聲音——甚至比轎車關門還要小——地面上的人幾乎不會注意到,或者根本注意不到響聲。美國航空航天局認為,實現這一目標的關鍵在於飛機外殼的形狀。當一系列的激波從傳統飛機的鼻子和尾巴上展開,然後合併在一起,產生兩種不同的汽波,當它們撞擊地面時產生巨大的噪音和振動。新的飛機長鼻子設計採用圓滑的外形,旨在產生較弱的衝擊波,使它們偏轉,分散而不是合併。對於地面上的聽眾來說,結果應該是一連串的聲波輕擊。

美國航空航天局預計洛克希德公司將在2021年末設計、製造和試飛這架飛機,然後將其交付給位於加州的阿姆斯特朗飛行研究中心進行進一步測試。它將在55000英尺的高空巡航,最高時速可達940英里。收集到的數據將有助於國際監管機構制定有關超音速飛行的新規則,消除目前的限制。這將是該機構幾十年來首架試飛的X-plane飛機,展示了這一努力對航空工業的高度優先性。

但是美國航空航天局並不是唯一致力於恢復超音速飛行的實體。超音速公務機製造商斯派克航空公司(Spike Aerospace)和宇航旅遊業的維珍銀河公司(Virgin Galactic)的傑出團隊都在開發自己的超音速空中旅行。

Boom不是聲音,而是解決音爆的公司

Boom公司的超音速飛機剛剛完成了風洞測試,最近宣布與維珍銀河公司(Virgin Galactic)合作。在超音速領域最新的競爭者之一Boom公司最近完成了第一輪風洞測試,這是樣機開發的關鍵一步。在堪薩斯州Wichita州立大學的風洞里,一個比例模型被用來驗證團隊對低速空氣動力學、穩定性和控制系統的期望。該公司的下一步計劃是開始組裝XB-1演示機,這是一種技術上具有代表性的三分之一體積的Boom客機的一種型號,最終最多可容納45人。XB-1飛機的首次飛行預計將在今年晚些時候進行。

Group)創始人理查德?布蘭森(Richard Branson)為該項目提供支持,推動了Boom公司的努力。布蘭森說:「通過維珍銀河的製造部門——宇宙飛船公司(Spaceship Company),我們將提供工程和製造服務,以及飛行測試支持和操作,這是我們共同抱負的一部分。」通過這種關係,維珍銀河公司獲得了Boom公司製造的前10架飛機的選擇權。Boom公司的飛機設計特點是三角翼、碳纖維機身和三個通用電氣的高效渦輪風扇噴氣發動機。預計它將以2.2馬赫(約1451英里每小時)的速度巡航,乘客可以在3小時15分鐘內從紐約飛往倫敦,單程票價約為2500美元。但別指望這些短途飛行很快就能實現,第一批商業航班預計在2023年。

Aerion的紅箭

比理查德布蘭森行動更加迅速的是公務機製造商,對於商務人士而言他們更加堅信時間即金錢的守則——價值1.2億美元的AS2公務機能容納12名乘客,速度可達1.4馬赫(924英里/小時)。就像協和式飛機一樣,當你飛越大西洋時,它可以為你節省多達三個小時的時間,而當你飛越太平洋時,它可以為你節省多達五個小時的時間。

位於內華達州里諾(Reno)市的Aerion公司超音速飛機的製造商對外公布表示AS2公務機將能夠在沒有音波爆震的情況下飛速達到1.2馬赫(792英里/小時),這樣它就可以在陸地上空飛行,並對地面不產生有巨大噪音。即使你不打算投資自己的超音速公務機,你仍然可以享受它帶來的好處。三年前,Flexjet航空公司訂購了20架AS2公務機,所以如果你需要節省很多時間,你可以租賃一架超音速公務機。

德勤高層也投入的飛行夢想

斯派克航空公司(Spike Aerospace)正在開發速度1100英里/小時、價值1億美元的S-512飛機的研製工作。「對於大多數公務機型,你先確定需求,然後提供滿足需求的產品或服務。斯派克航空公司及其S-512超音速公務機的情況並非如此。」Tom Captain是航空業的資深人士,最近以執行顧問的身份加入了這家總部位於波士頓的公司。

「這架飛機實際上會創造人們的需求,並不只是應對目前已有的需求。」Tom Captain說,他最近剛剛從Deloitte公司退休。他是Deloitte公司的副董事長,領導著公司的航空部門。「就像埃隆·馬斯克(Elon Musk)的SpaceX飛機和其他公司推出相對廉價的去外太空服務時發生的事情一樣。因為這些公司的出現,他們創造了以前不存在的對衛星發射的需求。

Tom Captain說:「我們預計,這架飛機將為那些願意支付比一架(大艙、超遠程)公務機高出20%至30%費用的乘客創造需求,因為他們能夠以兩倍的速度到達目的地。」Tom Captain說,「對商人來說,時間就是金錢。」

Spike的S-512公務機的售價為1億美元,預計最高時速為1.6馬赫,即每小時1100英里,比其他任何民航飛機都要快450英里。同樣重要的是,當它突破音障時產生的隆隆聲,當它到達地面時將會相當安靜,以允許在有聲音限制的陸地上以超音速飛行。

「未來的空中商業和商務旅行將產生四種不同方式的革命性發展,」當Tom Captain解釋他為什麼加入Spike公司時說。「一是速度,第二個是推進,第三個是有效載荷和航程,第四個是自動飛行。我感興趣的是在這四個維度中做一些開創性的事情。」

S-512公務機的速度吸引了他加入Spike公司,但他也對飛機的另一個特點印象深刻,那就是高清等離子屏幕,它將在整個無窗的機艙牆壁上運作,顯示由機艙外部的攝像機提供的視頻源。這些屏幕還可以播放電影,或在召開機上飛行商務會議時播放PowerPoint辦公軟體或筆記本電腦上的其他演示文稿。無窗設計保證了艙室的安靜,因為它將消除風和引擎噪音,否則會從窗戶進入。「我認為這是一個突破性的特性,」Tom Captain說。他估計,在Deloitte公司任職期間,他參與開發了目前正在使用的大約三分之一飛機型號。

S-512公務機艙長約26英尺,高約6英尺,寬近9英尺,在各種改裝後的機艙可容納多達18名乘客。這架飛機將有6200海里(7135英里)的航程。當以超音速飛行時,它可以在3.3小時內從紐約飛到倫敦,在5小時內從洛杉磯飛到東京。如果美國沒有飛行速度限制(相對於阻止超音速飛行飛越其他陸地的噪音限制),S-512公務機將在不到2.3小時的時間內,能從洛杉磯飛到紐約或華盛頓特區——幾乎沒有足夠的時間在機艙看一部電影。

去年秋天,Spike公司開始試飛縮小版的亞音速公務機。該公司預計,從美國聯邦航空局和國際航空當局獲得所需的認證後,2023年,全尺寸、全速的S-512公務機將投入運行。

「這個關於私人超音速飛行的故事只是關於未來空中飛行的另一個章節,」Tom Captain說。「你走得更快了,而且你正以一個合理的價格到達那裡。」我感到很興奮。你可以看出我為什麼加入公司。這是我可以做出貢獻的,但也是飛行的未來。

除去飛機製造商的努力,據媒體報道,美國國會即將通過一項法案,推翻1973年以來禁止民用飛機在陸地區域超音速飛行的規定,從而為超音速客機重返藍天鋪平道路。對於中國用戶不斷增長的飛行需求而言,10小時以上飛行辛勞未來將成為歷史。

The End

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