超音速飛機可以有多安靜?GE航空集團為NASA X-59交付第一臺發動機

科技 2020-06-09 19:44:01 來源:中創網

  1969年是一個值得載入史冊的年份。這一年,英法聯合研發的第一架超音速客機協和號成功飛上天空,阿波羅11號也第一次成功將人類送上了月球。50多年過去,如今這架豪華客機和阿波羅計劃的火箭已經變成了博物館里的展覽品,但NASA正在嘗試復興這兩種過往輝煌所代表的精神。

  安靜超音速飛機正是結合了這兩者創新精神的產物。最近,GE航空集團為NASA 安靜超音速飛機X-59 QueSST交付了第一臺發動機,這是一架安靜超音速技術實驗性飛機,巡航高度達到55000英尺(16764米)。

安靜超音速飛機X-59 QueSST
(圖片來源:NASA)

  這架由NASA和洛克希德·馬丁公司(Lockheed Martin)共同設計的安靜超音速技術QueSST驗證實驗機X-59項目被《大眾科學》雜志評選為2019年年度100項最偉大的技術創新之一。工程師們設計了尖型機頭和細長機身,配合大后掠機翼以減少飛機突破音障時所產生的音爆,這也是超音速飛行回歸的最大障礙。

  X-59 QueSST的外形為何看起來不同尋常?

  《Popular Mechanics》雜志解釋道,這會讓飛行產生的聲音更像是“遙遠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,由于在陸地上空超音速飛行時激波產生“音爆”對居民的困擾,美國聯邦航空管理局禁止了飛機在陸地上空的超音速飛行。超音速客機協和號作為迄今為止唯一一架提供客運服務的超音速客機,在飛越陸地時曾被要求降低速度,音爆在一定程度上也導致了這架飛機在2003年退役。

  而在航空工程師看來,這些對于超音速飛行限制無疑意味另一種挑戰:能否制造出一架超音速但是又不會引起刺耳音爆的飛機呢?

  GE航空集團在X-59 QueSST中創新性提供了以F414發動機為基礎的改進型F414-GE-100發動機,該發動機可以提供傳統的22000磅的推力,并且集成了單發的安全性能。

安靜超音速飛機X-59 QueSST

  實際上,GE對于超音速技術的探索早已開始并一直持續。2018年,GE航空與Aerion公司宣布已完成首個為超音速噴氣公務機設計的發動機的初始設計,并將其命名為Affinity™。這個新級別發動機充分利用了GE經驗證的超音速飛行技術,并且將在時間上滿足Aerion AS2 飛機項目啟動的計劃安排。

Affinity?發動機的初始設計
Affinity™發動機的初始設計

  Aerion AS2由Aerion公司、洛克希德馬丁、GE、霍尼韋爾合作開發,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1600公里,超過音速40%),并在陸上有監管許可的區域內,以1.2馬赫的速度飛行,而不會產生音爆。開始運營后,AS2有望將跨太平洋航線耗時減少5個小時,將跨大西洋飛行的時間縮短三個小時。

Aerion AS2

Aerion AS2

Aerion AS2
Aerion AS2

  X-59項目的目標也與之類似:收集足夠的超音速飛行的數據,開啟商業航空的新時代——讓跨越海岸的飛行時間減少一半。NASA和洛克希德·馬丁公司(機身設計公司)計劃在2021年將X-59試飛收集的數據轉交給美國聯邦航空局和國際監管機構,以推動超音速飛行規則的重新制定。

 

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