超音速飞机的前世与今生

超音速飞机出现于上世纪四十年代后期,当时美国空军传奇机长查尔斯·耶格驾驶Bell X-1飞机突破音障,创造了人类历史上首次超音速飞行(水平飞行)。浪漫的耶格甚至以他爱妻的名字来命名他的火箭推进式飞机——因此,1947年10月14日,“迷人的格伦妮丝” 从一架美国空军的B-29超级轰炸机腹部弹舱被发射出去后突破了音障。

Bell X-1

查尔斯·耶格在Bell X-1驾驶舱里

作为一个英国人,我如果不提及Bell X-1的关键设计,那将是我的疏忽。它实际上源自英国迈尔斯飞机公司(由英国航空部资助)所设计的超音速飞机——M52。

因为不为人知的原因,在1944年的某一天,一场期待中与美国贝尔飞机公司人员的“机密技术交流”并没有如期举行,贝尔公司的人带着高度机密的英国超音速机技术“失踪”了。

时至今日,超音速领域又出现了一个颇具雄心的勇士,他叩响了超音速航空旅行新时代的大门——这就是BOOM。

虽然这并不是一个全新的设计概念,但与之前的超音速客机相比,BOOM无疑展示出了在技术和空气动力学方面的进步。因此,BOOM打算树立起“最新的”(但可能不是最快的)超音速商用客机的旗帜。

超音速客机的先驱包括划时代意义的协和式飞机(Concorde)。这是世界上第一架超音速客机,是设计和建造这一经典作品的英法财团的荣誉。还有前苏联图波列夫设计局研制的图144,由于它在外形上与协和式客机相似,它曾被戏称为“Concordski”。让俄罗斯人遗憾的是,图144的性能表现并没有完全胜任它的任务。

1973年巴黎航展期间,图-144在巴黎郊区上空不合时宜地发生解体事故后,却很快被用于到苏联国内的航班。

协和式超音速客机
协和式超音速客机

一个奇怪的巧合是,巴黎也是最后一架服役的协和式飞机的安息之地。值得注意的是,2000年7月,协和式飞机起飞时在跑道上着火是由于燃料箱的灾难性异物损坏(FOD),而并非设计或功能故障所致。

协和式飞机远远领先于它的时代。在那个时期,人们对指纹的了解远胜于噪音,音爆不受人们的关注,跨大西洋城市之间的速度是唯一重要的。1996年,协和式客机从纽约飞抵伦敦只用了2小时52分59秒——这一记录至今未被打破!

前苏联图波列夫设计局研制的图144

最近,民营的航空公司对超音速航空运输的探索展现出了某些诱人的前景,尽管尚未取得实际性的进展。

Aerion AS2是一款专门设计用于公务飞行的超音速飞机,它曾获得数百万美元的投资,最终以惊人的失败而告终。坦率地说,我从不相信一架8人座的超音速公务机方案是可行的。

其它的参与者中, 诸如SPIKE声称要造一架超音速公务机,不过它还没有体验到天空中的阳光和跑道上的沥青,尚未听过声爆的轰鸣。

航空初创公司BOOM SUPERSONIC是民用超音速客机领域的最新参与者。BOOM希望通过可持续的超音速飞行重新定义商业航空旅行。BOOM的商用客机“OVERTURE”在设计上致力于达到业界领先的速度、安全性和可持续性。OVERTURE将实现净零碳,能够使用100%可持续航空燃料(SAF),飞行速度是目前最快客机的两倍。OVERTURE的订单已经达到70架,BOOM也正在就OVERTURE在政府部门的应用与美国空军进行合作。

美国军工巨头诺思罗普·格鲁曼公司(Northrop Grumman)最近向BOOM SUPERSONIC订购了特种任务的Boom Overtures。Boom XB-1演示飞机于2020年推出,其碳中和飞行测试项目正在进行中。

图片来源:Boom Supersonic
OVERTURE (图片来源:Boom Supersonic)

目前只有一个真正的难题阻碍了BOOM的游戏进程,即在地球上空进行超音速飞行,目前国际上还没有达成共识。这就把性能和航程都拉回到了协和式飞机的时代,在一定程度上削弱了速度优势,尤其是如果最新一代的“常规”客机只能以微弱的亚音速在陆地和海洋上空巡航。

此外,计划中的4250海里航程仅比协和式最初的航程略有增加,最大高度(在正常飞行条件下很少达到)仍然是60,000英尺。BOOM的计划载客量仅为88名乘客,而协和式飞机能搭载100名乘客——我曾经是其中的一员!

XB-1进行飞行前检查。(图片来源:Boom Supersonic)
XB-1等待首次试飞。(图片来源:Boom Supersonic)

公务机》杂志曾经向BOOM团队建议,OVERTURE作为商业飞机自然延伸,可以开发出“BOOM公务机”。遗憾的是,这一建议被婉拒了。一位来自科罗拉多的公关人员告诉我们:“OVERTURE只被设计成一架商用客机。”——难道BOOM的OVERTURE团队尚未听说过波音公务机(BBJ)、空客公务机(ACJ)或巴西航空工业公司(Embraer Lineage)? 这三家商用飞机制造商都成功地将其商用飞机改造为高度定制的公务机。

显然,这些“新超音速”在航程和有效载荷能力上将更胜一筹。有效载荷的难题不容易解决,航程的延伸可以借鉴军事应用中经过了良好测试的空中加油技术来实现。

让我们期待在不久的将来,我们都能乘坐超音速飞机,无论是商用飞机还是公务机。飞行已经不再有趣了,所以在空中的时间越短,对人们就越有价值!

图片来源:Boom Supersonic