空中客车公司近日曝光了一款超音速客机方案,引发了人们对超音速旅行的期待。空客和波音现有的商业客机都属于亚音速航空器,而此前能实现超音速飞行的协和与图-144客机都已经退役。值得注意的是,这款超音速客机在美国专利和商标局进行了专利申请,说明空客方面的设计方案与波音、美国宇航局的设计存在许多不同点。亮点在于,他们使用了组合式动力系统,能够实现最快4.5马赫的超音速飞行。
这意味着从伦敦飞纽约这样的跨大西洋航线,只要一个小时就能够完成。
空客超音速客机方案的亮点在于使用了非常醒目的三角翼。从上方看,有点儿像巨大的龟背。三角翼的设计在几款大型超音速航空器中非常普遍,比如协和式客机、图-144以及XB-70等。NASA格伦研究中心透露出的几种超音速方案,基本都使用了三角翼及其延伸气动布局。空客公司的专利申请文件中也详细写明了使用上单翼布局的哥特式三角翼,还有特殊设计的安定翼面,构成了这款超音速客机的基本架构。
空客的方案之所以有点丑,原因除了有一副巨大的三角翼安置在浑圆的机身上方外,还有错综复杂的动力系统。根据空客方案的图注,这款超音速客机上有3种不同的动力,分别为火箭发动机、涡轮喷气发动机以及冲压式发动机。3种发动机在飞行剖面的各个阶段有着各自的工作时间,比如当客机起飞时,使用涡轮喷气发动机推动,抵达音速时由火箭发动机继续推进,高度爬升至3万米。
此时客机已经处于超音速飞行状态,之后会启动冲压式发动机,以4.5马赫的巡航速度飞行。
协和式客机退出舞台的原因之一是噪声问题,这也是当前超音速客机研发的技术瓶颈之一。美国本土目前仍然禁止商业超音速飞行,随着城市扩张,民用机场已经非常接近城区,超音速飞行产生的音爆对地面的影响不容忽视,因此协和式客机只能执行大西洋航线,反正在海上产生音爆也没人抗议。目前NASA资助的几个超音速飞行项目以攻克音爆为主要方向,比如威尔实验室的湍流对超音速飞行音爆形成的影响、霍尼韦尔公司的减缓音爆技术等。
到目前为止,开发下一代超音速客机的计划仍然集中在美国和欧洲。空客的超音速客机方案载客量较低,仅为20人,面向对跨大西洋飞行有着强烈时间紧迫感的商务人士。美欧之外,俄罗斯也有超音速客机的研发计划。俄罗斯中央空气流体力学研究院与苏霍伊设计局联合推出了SBJ/ SPJ项目,拥有20座和80座的不同版本,巡航速度1.8马赫。
不过,这些超音速客机的方案仍然处于研发阶段,NASA、波音以及洛克希德·马丁的几个概念方案已经进入风洞测试,空客和俄罗斯的进展相对缓慢。保守估计第一架超音速客机的原型机在2020年前出现的可能性不大,至少要等10至15年之后了。