超音速飛機(jī)可以有多安靜?GE航空集團(tuán)為NASA X-59交付第一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)
1969年是一個(gè)值得載入史冊(cè)的年份。這一年,英法聯(lián)合研發(fā)的第一架超音速客機(jī)協(xié)和號(hào)成功飛上天空,阿波羅11號(hào)也第一次成功將人類(lèi)送上了月球。50多年過(guò)去,如今這架豪華客機(jī)和阿波羅計(jì)劃的火箭已經(jīng)變成了博物館里的展覽品,但NASA正在嘗試復(fù)興這兩種過(guò)往輝煌所代表的精神。
安靜超音速飛機(jī)正是結(jié)合了這兩者創(chuàng)新精神的產(chǎn)物。最近,GE航空集團(tuán)為NASA 安靜超音速飛機(jī)X-59 QueSST交付了第一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),這是一架安靜超音速技術(shù)實(shí)驗(yàn)性飛機(jī),巡航高度達(dá)到55000英尺(16764米)。
(圖片來(lái)源:NASA)
這架由NASA和洛克希德·馬丁公司(Lockheed Martin)共同設(shè)計(jì)的安靜超音速技術(shù)QueSST驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)機(jī)X-59項(xiàng)目被《大眾科學(xué)》雜志評(píng)選為2019年年度100項(xiàng)最偉大的技術(shù)創(chuàng)新之一。工程師們?cè)O(shè)計(jì)了尖型機(jī)頭和細(xì)長(zhǎng)機(jī)身,配合大后掠機(jī)翼以減少飛機(jī)突破音障時(shí)所產(chǎn)生的音爆,這也是超音速飛行回歸的最大障礙。
X-59 QueSST的外形為何看起來(lái)不同尋常?
《Popular Mechanics》雜志解釋道,這會(huì)讓飛行產(chǎn)生的聲音更像是“遙遠(yuǎn)的雷聲或者沉悶的撞擊聲”,而不是難以忍受的巨響。幾十年以來(lái),由于在陸地上空超音速飛行時(shí)激波產(chǎn)生“音爆”對(duì)居民的困擾,美國(guó)聯(lián)邦航空管理局禁止了飛機(jī)在陸地上空的超音速飛行。超音速客機(jī)協(xié)和號(hào)作為迄今為止唯一一架提供客運(yùn)服務(wù)的超音速客機(jī),在飛越陸地時(shí)曾被要求降低速度,音爆在一定程度上也導(dǎo)致了這架飛機(jī)在2003年退役。
而在航空工程師看來(lái),這些對(duì)于超音速飛行限制無(wú)疑意味另一種挑戰(zhàn):能否制造出一架超音速但是又不會(huì)引起刺耳音爆的飛機(jī)呢?
GE航空集團(tuán)在X-59 QueSST中創(chuàng)新性提供了以F414發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)的改進(jìn)型F414-GE-100發(fā)動(dòng)機(jī),該發(fā)動(dòng)機(jī)可以提供傳統(tǒng)的22000磅的推力,并且集成了單發(fā)的安全性能。
實(shí)際上,GE對(duì)于超音速技術(shù)的探索早已開(kāi)始并一直持續(xù)。2018年,GE航空與Aerion公司宣布已完成首個(gè)為超音速噴氣公務(wù)機(jī)設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)的初始設(shè)計(jì),并將其命名為Affinity™。這個(gè)新級(jí)別發(fā)動(dòng)機(jī)充分利用了GE經(jīng)驗(yàn)證的超音速飛行技術(shù),并且將在時(shí)間上滿足Aerion AS2 飛機(jī)項(xiàng)目啟動(dòng)的計(jì)劃安排。
Affinity™發(fā)動(dòng)機(jī)的初始設(shè)計(jì)
Aerion AS2由Aerion公司、洛克希德馬丁、GE、霍尼韋爾合作開(kāi)發(fā),它可以乘載最多12名旅客,在海面上以1.4馬赫的速度飛行(大約每小時(shí)1600公里,超過(guò)音速40%),并在陸上有監(jiān)管許可的區(qū)域內(nèi),以1.2馬赫的速度飛行,而不會(huì)產(chǎn)生音爆。開(kāi)始運(yùn)營(yíng)后,AS2有望將跨太平洋航線耗時(shí)減少5個(gè)小時(shí),將跨大西洋飛行的時(shí)間縮短三個(gè)小時(shí)。
Aerion AS2
X-59項(xiàng)目的目標(biāo)也與之類(lèi)似:收集足夠的超音速飛行的數(shù)據(jù),開(kāi)啟商業(yè)航空的新時(shí)代——讓跨越海岸的飛行時(shí)間減少一半。NASA和洛克希德·馬丁公司(機(jī)身設(shè)計(jì)公司)計(jì)劃在2021年將X-59試飛收集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)交給美國(guó)聯(lián)邦航空局和國(guó)際監(jiān)管機(jī)構(gòu),以推動(dòng)超音速飛行規(guī)則的重新制定。
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