英國超音速發(fā)動機公司Reaction Engines正在研發(fā)協(xié)同吸氣式火箭發(fā)動機，旨在將飛機的飛行速度提升至5倍音速。 飛機要超音速飛行，遇到的主要問題有兩個：一個是音障，另一個是音爆。 首先說說音障。音障是怎樣產生的呢？原來當飛行器的速度接近音速時，將會逐漸追上自己發(fā)出的聲波，而聲波實際上是一波一波被壓縮的空氣。此時，由于飛行器的速度接近音速，前面一波一波疊加的被壓縮空氣還沒有來得及前行，于是形成壓強、密度比較大的區(qū)域，這將增加對飛行器的阻力，俗稱為音障。 音障除了會使飛行速度不能提高之外，也會使飛行器的操縱性能變壞，甚至出現(xiàn)解體的現(xiàn)象。但這個問題隨著科技的發(fā)展，都逐步得到了解決。飛行速度不能提高，進一步加大飛行器的功率，就可突破音障；操縱性能也可以不斷提高；飛機不結實，就想法對飛機容易出問題的部位進行改造，并用更好的材料來建造。所以超音速飛機并非造不出來，現(xiàn)在各國的戰(zhàn)斗機都可以超音速飛行。 再來說說音爆。這可是個大麻煩，音爆與音障產生的原因一樣，都是飛行速度太快了，不斷超過自己飛行時所產生的聲波。比如，飛行器在遠處先發(fā)出的噪音剛傳到我們這里，飛行器就到了，又發(fā)出了噪音，兩股噪音合在一起，再加上飛行器飛過后發(fā)出的噪音與陸續(xù)到達的之前發(fā)出的噪音，合成持續(xù)不斷的巨大噪音。這誰能受得了？并且這是一種自然現(xiàn)象，人力是很難解決的。 音爆的殺傷力極強。 其實，早在2018年，美國航空航天局（NASA）與洛克希德·馬丁公司共同研制的X-59超音速技術驗證機，已經在以制造各種傳奇飛行器而聞名的臭鼬工廠開工。
報道稱，被稱為“協(xié)和之子”的X-59計劃于2021年底交付，它可以在1.6萬米高空以接近兩倍音速巡航。臭鼬工廠飛行演示項目經理彼得·約瑟菲迪斯表示，“該項目的開始，標志著安靜的超音速商業(yè)旅行將迎來巨大飛躍”。 據介紹，NASA為X-59項目提供了高達2.47億美元的資金，這架技術驗證機的體積并不大，僅與現(xiàn)有F-16戰(zhàn)斗機相當，但它最大的特點是超音速飛行突破音障時不會產生巨大的噪音。
彼得·約瑟菲迪斯透露，“X-59長而細的機體設計是實現(xiàn)低音爆的關鍵”。NASA提供的設計圖顯示，X-59采用與“協(xié)和號”相似的長尖機頭和后掠機翼。NASA阿姆斯特朗飛行研究中心航空航天工程師艾德·海林表示：“X-59在超音速飛行時，機體多個部位仍會產生多個沖擊波，但精心設計的機體將保證這些沖擊波不會疊加在一起，防止出現(xiàn)強大的音爆。”
X-59長28.65米，翼展9米，最大起飛重量14.7噸，裝備一臺F414-GE-400渦扇發(fā)動機，該型發(fā)動機還用在美國海軍F/A-18E/F“超級大黃蜂”之上。 報道稱，X-59超音速飛行時的噪音將降低到60-65分貝，地面上的人們聽到的只是一聲像汽車關門那種“砰”的聲音。為了確保能夠達到大多數人都認為合適的噪音水平，NASA在德克薩斯州使用F / A-18大黃蜂飛機進行測試，約500名當地居民負責記錄X59飛過時的噪音水平。這些測試數據將用于制訂商業(yè)超音速噪聲標準，從而改變美國禁止在陸地上空超音速飛行的現(xiàn)行法規(guī)。 英國《飛行國際》網站稱，一旦該技術得以成功驗證，未來的新型超音速客機從倫敦飛往紐約只需要3小時，而現(xiàn)在這條航線需要花費8小時。 編輯：金婉霞責任編輯：張鵬 來源：環(huán)球科學、制造云模型 |
