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超声速客机,离我们还远吗?

小当家 凌空天行 2023-05-14

据Boom Supersonic公司Twitter称,该公司将于今年10月7日为其超声速验证机XB-1召开虚拟发布会,XB-1将用于验证Overture相关关键技术,如碳纤维复合结构、优化后的高效空气动力学系统以及超声速动力系统等。


这标志着该公司向着Ma2.2,55座以上超声速客机Overture的研制工作迈出了重要的一步。



什么是超声速客机


正如其名,超声速客机是一种设计用于以超过声速的速度运送乘客的民用飞机。

人类历史上第一架超声速飞行的飞机是美国的Bell X-1验证机,它由一台6000磅推力的液氧/乙醇火箭发动机提供动力。
Bell X-1验证机
大多数超声速飞机都是用于军事或实验目的,仅有苏联的图-144客机(Tupolev Tu-144,1968)和英法联合的协和客机(Concorde,1969)正式投入了民用载客飞行。然而,由于当时政治、环境和经济方面的影响,1978年6月,图-144进行了最后一次载客飞行,2003年10月,协和客机完成了最后一次商业飞行。随着协和客机的永久停飞,商业服务的超声速客机已经不复存在。
左:图-144客机           右:协和客机

近年来,全球有多家公司提出了超声速客机的方案设想, Boom Supersonic公司就是其中的佼佼者。


Boom Supersonic的伟大“野心”


成立于2014年9月的Boom Supersonic,是一家美国初创公司,2016年初参与Y Combinator创业孵化项目获得投资后,2017年陆续获得了5100万美元的风险投资,2018年携程与Boom达成战略投资,2019年1月又获得了1亿美元的风险投资。目前已经有维珍航空、日本航空等5家航空公司提前预定了76架飞机。
Boom Supersonic公司的创始人&CEO——Blake Scholl就是一个有着重现超声速客机梦想的年轻人,他是一名经验丰富的软件工程师,同时也是一名航空极客。他计划的伟大“野心”,是一款名为Overture的超声速客机,机长52米,翼展18米,最大起飞重量77.111吨,最大飞行速度2.2马赫,飞行航程8300公里,可载客55至75名。预计在2020年代中期首飞,投入运营后将以5000美元的往返票价实现洲际旅客运输。


实验机XB-1的重要性


无论商业航空有什么新的创新或技术进步,首要目标都是一样的:为乘客提供安全和舒适的飞行。

在任何一架飞机被认为是“跑道就绪”之前,制造商必须测试并验证任何新技术和工程设计理念,验证机可以提供一个经济有效的概念证明。

在历史上,验证机曾为超声速飞机的研究提供过大量数据支撑。美国Bell X-1验证机证明了突破音障的安全性;Fairey Delta 2和Avro 707为协和客机的三角翼设计提供了空气动力学概念的证明;苏制图-144杠杆翼的平面设计是通过MiG- 22I进行模拟的。

即将在3个月后发布的实验机XB-1,是为测试和完善Overture的最终设计,用于进行实验和测试新的分析方法、系统、配置、设备和材料的可行性,并确保Overture的效率、安全性和可靠性,按照Overture 1:3比例研制的原型机。正如Fairey Delta为协和客机设计提供了验证,XB-1也将会为Overture提供关键技术验证。

如今,随着航空公司对更安静、更快、更可持续的飞机需求的增长,验证机变得更加重要。不仅是为了验证技术,在很多情况下,更可以帮助航空公司制定商业标准、认证和设计实践。

协和客机证明了客机可以以超声速运载乘客,而XB-1将通过关键技术的验证,证明下一代超声速客机是能够负担得起,并且便捷、安全的常态化旅行模式。

XB-1设计机长21米,翼展5.2米,最大起飞重量6100 kg,采用碳纤维、环氧树脂等轻质复合材料制成,配备先进的空气动力学、碳复合材料和高效率的超声速进气道,XB-1能够大幅削减研发和维护成本,这是当年协和客机无法做到的。

10月7日的虚拟发布会,将公布XB-1研制过程中包括风洞和结构测试,以及数百次数值模拟的结果,预计今年晚些时候进行地面测试,2021年开始飞行试验。


编者按:
目前全球在高超声速客机项目中取得领先的公司基本都在美国,除了本文提到的Overture客机,还有其他类似的项目,都取得了不同程度的进展,如Aerion公司的AS2、Spike Aerospace公司的SPIKE S-12、Boeing公司的5Ma客机项目等。

也许,等我们坐上超声速客机还需要五年、十年,甚至更久,但是那已经不再是遥不可期,想想未来从北京到纽约仅需三个小时,会给我们的生活带来什么变化?

本文图片以及视频均来源于网络


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