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來(lái)源：果殼
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蔓延全球的新冠疫情,，讓民用航空業(yè)一夜之間陷入泥沼，然而正所謂“膽小者看到危機(jī),，膽大者看到機(jī)會(huì)”,，一些新銳航空飛行器制造企業(yè)和航空公司,，就在籌劃一種更快捷,，更舒適的全新的航旅出行方式。說(shuō)不定,，等疫情結(jié)束后不久,，我們?cè)俅纬鲂袝r(shí)，就能體驗(yàn)到它,。
超音速客機(jī),，請(qǐng)求出戰(zhàn)！
這種全新的出行方式,，就是超音速客機(jī),。來(lái)自美國(guó)科羅拉多的航空初創(chuàng)企業(yè)Boom Supersonic于近日宣布，明年1月7日,，它將正式推出自己的單座超音速原型機(jī)XB-1，并將在年內(nèi)試飛,。
XB-1的最高速度設(shè)置為2.2馬赫（音速的2.2倍）,，航程超過(guò)1900公里，采用3臺(tái)通用電氣公司出品的 J85-15引擎,。公司創(chuàng)始人布萊克·紹爾（Blake Scholl）,，精力充沛，野心勃勃,，曾經(jīng)就職于亞馬遜，擁有私人飛機(jī)駕駛執(zhí)照,。他聲稱,，自己要做民用航空界的埃隆·馬斯克，而XB-1,，就是未來(lái)民用航空界的SpaceX,。
紹爾宣稱，如果XB-1試飛成功,，那么公司下一步計(jì)劃就是建造以XB-1為藍(lán)本的大型超音速客機(jī)“序曲”（Overture）,。序曲機(jī)長(zhǎng)51米，翼展18米,，最大載客量大約為55名,，最大航程8800公里，時(shí)速同樣為2.2馬赫,，整體客艙皆以商務(wù)艙標(biāo)準(zhǔn)建造,，預(yù)計(jì)在2030年投入使用,。“更少的乘客，更舒適的旅行環(huán)境,，更短的飛行時(shí)間，想想看,，從東京到西雅圖,，只要4個(gè)半小時(shí)，是不是令人興奮,！”紹爾表示,。
當(dāng)然，超音速客機(jī)并不是一個(gè)時(shí)髦的新發(fā)明,，它曾經(jīng)短暫出現(xiàn)在民用航空歷史上：1976年,，英法兩國(guó)聯(lián)合研制的“協(xié)和”超音速客機(jī)正式投入運(yùn)營(yíng)，直至2003年退役,。
曾幾何時(shí),，“協(xié)和”是空中旅行“逼格”的最高境界，它能以2.04倍音速的速度飛行,，在3個(gè)半小時(shí)之內(nèi),，就能將92~120名乘客從西歐送至美國(guó)東海岸。寬敞的空間,，考究的裝飾和精致的空中餐食,，構(gòu)筑了它獨(dú)特的魅力。
然而,，與之相對(duì)的是,，“協(xié)和”客機(jī)平均往返機(jī)票價(jià)格為12000美元，是標(biāo)準(zhǔn)航班價(jià)格的30倍左右,，從而導(dǎo)致需求不足,，最終只交付了14架（法航7架，英航7架）,，大多數(shù)航班的空座率超過(guò)50%,，而且乘客多來(lái)自常旅計(jì)劃升艙。最后,，70年代的石油危機(jī),，導(dǎo)致航空燃料價(jià)格急劇上漲,，使得“協(xié)和”更加難以為繼。2000年7月,，法航一架“協(xié)和”從巴黎戴高樂(lè)機(jī)場(chǎng)升空后不久,，由于事故不幸墜毀，造成113名乘客罹難,，從而為“協(xié)和”的棺材敲上了至關(guān)重要的一枚釘子,。
所以，在“協(xié)和”退出歷史舞臺(tái)將近20年后,，超音速飛行如果要想成為我們的旅行方式,，首先要讓人“付得起”。和馬斯克的SpaceX一樣,，序曲計(jì)劃將通過(guò)“走量”模式,，攤薄運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本，讓價(jià)格更加親民,。紹爾宣布,，批量生產(chǎn)的序曲，將可以把單機(jī)價(jià)格降低到2億美元左右,，而2億到4億價(jià)格區(qū)間的中小型民用航空機(jī)市場(chǎng)還是藍(lán)海,，尤其對(duì)于需求相對(duì)穩(wěn)定，講求效率和舒適的商務(wù)航空來(lái)說(shuō),，市場(chǎng)還有不少潛力可挖,。
紹爾盤算，在2030年投入使用后,，“序曲”的產(chǎn)量將迅速擴(kuò)展到1000架左右,，規(guī)模化的運(yùn)營(yíng),，能讓它的票價(jià)與當(dāng)前跨國(guó)普通航班商務(wù)艙處在同一水平——只要付出大約4000美元,，就能乘坐“序曲”，在五個(gè)小時(shí)之內(nèi)從東京飛抵洛杉磯,，這個(gè)價(jià)格,，是“協(xié)和”客機(jī)票價(jià)的四分之一。屆時(shí),，1000架序曲的載客能力可以滿足全球超過(guò)500條越洋商務(wù)航線的需要,。
飛得更快，還要更環(huán)保,！
不過(guò),，橫在XB-1和“序曲”面前的攔路虎還有一只，就是國(guó)際航空業(yè)面臨的環(huán)保壓力,。從2019年1月開(kāi)始,，全球航空運(yùn)輸業(yè)碳中和方案及減排計(jì)劃（CORSIA）正式實(shí)施,，目標(biāo)是在2050年將全行業(yè)二氧化碳排放量較2005年減少50%。
2018年7月,，國(guó)際清潔交通委員會(huì)（ICCT）在一份針對(duì)超音速客機(jī)的環(huán)評(píng)報(bào)告中指出,，在現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下,，超音速客機(jī)可能在碳排放上超出現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)70%,，每位乘客消耗的航空燃料大約是亞音速噴氣客機(jī)乘客的5倍以上，更不用提超音速客機(jī)所造成的噪音污染了,。為此,，委員會(huì)對(duì)超音速客機(jī)的發(fā)展持謹(jǐn)慎態(tài)度，并敦促各航空公司與飛行器研發(fā)企業(yè)早日出臺(tái)技術(shù)革新與管理措施,。
對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,，Boom Supersonic的解決方案可謂多頭出擊，開(kāi)源節(jié)流并舉,。
首先,，為了降低燃料成本和碳排放，紹爾宣布XB-1和“序曲”使用替代合成燃料：利用直接空氣捕獲技術(shù)（DAC）,，從空氣中提取二氧化碳,，再利用水電解和燃料合成過(guò)程來(lái)生產(chǎn)清潔的液態(tài)烴燃料。另外,，公司宣布,，“序曲”將不采用XB-1的J85-15引擎，而改與羅爾斯·羅伊斯合作,，后者將為“序曲”開(kāi)發(fā)效率更高,，更節(jié)能的全新渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。
第二,，是從飛機(jī)結(jié)構(gòu)下手,。當(dāng)飛機(jī)超音速飛行時(shí)，氣流會(huì)對(duì)機(jī)身傳來(lái)規(guī)律性震動(dòng),，為了對(duì)抗這種震動(dòng),，就需要更堅(jiān)固的機(jī)身結(jié)構(gòu)，而超音速客機(jī)獨(dú)有的“細(xì)長(zhǎng)型”身材,，又對(duì)機(jī)身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)施加了嚴(yán)格的限制,，使得任何“減重”方案都困難重重，稍一不慎,，就會(huì)導(dǎo)致機(jī)體強(qiáng)度的降低,。
對(duì)此，Boom Supersonic的應(yīng)對(duì)方案是,，XB-1和序曲在設(shè)計(jì)中,，都將大量使用碳纖維材料和鈦合金,，許多部件將采用3D打印技術(shù)，從而力爭(zhēng)在保持機(jī)身結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的同時(shí),，減輕整機(jī)重量,，并抵御超音速飛行空氣摩擦引發(fā)的高溫。根據(jù)Boom Supersonic公布的數(shù)據(jù),，XB-1 的機(jī)身最高耐溫上限能夠達(dá)到148攝氏度,。
另外，XB-1和“序曲”都改進(jìn)了外形與氣動(dòng)布局,，從公開(kāi)資料上看,，它們都有令人過(guò)目不忘的“小蠻腰”設(shè)計(jì)，從而使機(jī)翼寬度最大處機(jī)身最窄,，總體橫截面積變化平緩,。從航空動(dòng)力學(xué)角度講，機(jī)體橫截面積變化越平緩,，它遭遇的阻力就越低,。
噓！別讓下面的人聽(tīng)到,！
更輕的重量和改善的外形布局,，不僅能有效降低能耗，削減碳排放,，還能有效減輕“音爆”,。
“音爆”是飛機(jī)超音速飛行時(shí)，產(chǎn)生的沖擊波所引發(fā)的巨響,。由于飛機(jī)速度超越音速,，坐在飛機(jī)里的人無(wú)緣聽(tīng)到“音爆”，而對(duì)地面上的人,，音爆則形成了難以忍受的巨響,，“協(xié)和”之所以受到抵制，就是因?yàn)檠赝驹斐傻囊舯?，有個(gè)段子就叫做：“協(xié)和從華盛頓超音速飛去圣地亞哥,，站在芝加哥都能聽(tīng)到它的噪音?！?所以,， 現(xiàn)階段籌劃中的超音速客機(jī)航線，大部分被設(shè)定為跨海長(zhǎng)途飛行,，也是因?yàn)樵窖箫w行中,，下方基本不會(huì)有居民存在。
不過(guò)，機(jī)場(chǎng)終究是要建在陸地上的繁華城市附近的,，起飛降落階段依舊會(huì)影響到沿途居民,，所以要消除音爆，還是要從飛機(jī)本身的設(shè)計(jì)入手,。
常規(guī)的超音速噴氣飛機(jī),，空氣沖擊波從機(jī)頭到達(dá)機(jī)尾翼的時(shí)候增強(qiáng)，形成兩次明顯的音爆,，所以XB-1的外形設(shè)計(jì)與NASA和洛克希德·馬丁設(shè)計(jì)的X-59靜音超音速技術(shù)飛機(jī)頗為相似：兩者都采用了細(xì)長(zhǎng)機(jī)身,，機(jī)翼從機(jī)身向外的延展角度與厚度都進(jìn)行了優(yōu)化，以減弱超音速飛行中機(jī)身產(chǎn)生的激波,。另外,，根據(jù)推測(cè),，XB-1和X-59一樣,，機(jī)翼尖端也進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，使幫助飛行器機(jī)體在超音速飛行時(shí)產(chǎn)生的激波大部分向上方發(fā)散,，僅剩小部分強(qiáng)度較小的余波射向地面,，將噪音降低為可以融入城市環(huán)境背景噪音的程度。紹爾已經(jīng)向外界保證,， “序曲”產(chǎn)生的音爆級(jí)別大約只是協(xié)和的1/30,。
截至目前，序曲客機(jī)已獲得價(jià)值60億美元的意向訂單,，買家包括維珍集團(tuán)（10架）和日本航空（20架）,，后者在2017年向Boom投資了1000萬(wàn)美元。
當(dāng)然,，垂涎于超音速民用航空市場(chǎng)的,，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止Boom Supersonic一家。有力競(jìng)爭(zhēng)者包括波音支持的Aerion公司,，它在今年4月宣布在佛羅里達(dá)投資3億美元建造一座工廠以制造12座超音速客機(jī)AS2,；太空狂人理查·布蘭森也來(lái)插了一腳，宣布維珍航空將開(kāi)發(fā)超音速客機(jī)馬赫 3,。這款豪華超音速公務(wù)機(jī)“機(jī)如其名”,，最大時(shí)速能夠達(dá)到3馬赫，從紐約飛到倫敦只需2小時(shí),，不過(guò)票價(jià)就非一般人能夠負(fù)擔(dān),，估計(jì)不比布蘭森的太空旅行飛船銀河號(hào)便宜多少。
屆時(shí),，也許我們相約旅行的口號(hào)就變成“一起坐飛機(jī)出去玩嗎,？坐一次能吹一輩子的那種？”
