研发图244超音速客机机的难点主要有哪些

  图片来源:CFP
  除非你拥有一架F-22 战斗机,否则你不可能像乘坐 2003 年协和式飞机一样,飞的比声音还快。美国宇航局(NASA)想改变普通民众无法享受超音速旅行的现状,NASA 将成立一支超 600 万美元(约合 3723.18 万元人民币)的基金,用于资助更便宜且更环保的超音速旅行。
  这不是 NASA 第一次尝试支持超音速旅行。多年来,该机构一直(通过书面的方式)推动超音速飞行多年。NASA 的前身曾参与了 1946 年第一架超音速飞机的建造。自 2006 年始,NASA 与一些公司一起加深研发新一代的超音速飞机,这些公司包括洛克希德&马丁、波音公司等。这新一代的飞机,能够使得你以超音速的速度从家来到你的工作地点。
  NASA 会将此次投资中的大部分资金投入麻省理工大学的 Wyle 实验室,他们作为该项目的研究机构,目前正致力于研究商用超音速飞机的环境影响,减低音爆所造成的噪音。
  Wyle 实验室会将 NASA 在
年代创造的环境影响模型做再升级。目前,虽然许多现代战斗机飞行的速度堪比音速,并且对环境的影响比较小,但当下没有那么多同类型的战斗机在运行中。在任何时间段在美国上空,有约 7000 架航空正在不断飞行,它们都是燃油的消耗者。超音速飞机比一般飞机引擎耗油更多,虽然它们飞行时间更短。NASA 称,超音速飞机比一般飞行器飞得更高,更接近平流层,对臭氧层破坏能力也更大。
  这个基金还将用于研究如何使得超音速旅行更为安静。过去几年中,&音爆&一直是困扰超音速民用航空发展的技术问题。音爆指的是,当物体接近音速时,会有一股强大的阻力,使物体产生强烈的振荡,速度衰减,这一阶段被称为音障。当突破音障时,由于物体本身对空气的压缩无法迅速传播,逐渐在物体的迎风面积累而终形成激波面,其上集中了高度的声学能量。此时,人们会感受到短暂而极其强烈的爆炸声,称为音爆。音爆释放的能量巨大,当飞机作低空超音速飞行时,不但地面的人畜能听到震耳欲聋的巨响,影响人们的生活和工作,严重的还可以震碎玻璃,甚至损坏不坚固的建筑物,造成直接损失。
  可见,如果超音速飞机正在成为常态,飞机的制造商们必须要尝试降低噪音,否则我们都会变聋。NASA 告诉 Quartz,在过去他们已经拥有了一些非常成功的方法用于减少超音速飞机的噪音。
  在解决了技术问题之后,摆在人们面前的就是超音速飞机的运营成本问题。法航可能就是一个反面例子,尽管平常只有一两架协和式超音速飞机在运行,由于这些飞机运行的成本远高于普通飞机,使得法航损失颇多。然而如果现代商用超音速飞机投入市场,这就需要航空公司寻找到运营成本上最为经济的办法。
  NASA 表示,如果一切顺利,这些研究计划,将在 2025 年首次运用到公务机大小的超音速飞机上去,商业飞机则会在 2030 年投入生产。
  直至现在,超音速旅行都还是个令人热血沸腾的词汇。早在 1960 年代,它就已经落实于研究中。彼时乘坐协和式飞机进行一次跨越大西洋的超音速之旅,是西方名流们彰显身份的热门方式之一。
  协和式飞机是由法国宇航和英国飞机公司联合研制的中程超音速客机,它和苏联图波列夫设计局同为世界上少数曾投入商业使用的超音速客机。然而,尽管在运输效率上开创了新的纪元,安全性方面也总体表现良好,但协和式飞机始终没有摆脱高成本、设计缺陷等诸多问题的困扰。最终,在一次机毁人亡的意外事故之后,协和号于 2003 年退出了民用航空的舞台。美研发新一代超音速飞机明年试飞 时速1451英里_网易科技
美研发新一代超音速飞机明年试飞 时速1451英里
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(原标题:美研发新一代超音速飞机将于明年试飞)
美国科罗拉多州森特尼尔飞机制造研发公司Boom&Technology于当地时间11月14日发布了一个超音速客机原型XB-1,旨在成为下一代协和号。可能要到2017年底才能试飞。据悉,XB-1原型机只能容纳2名飞行员,而商用版本最多可容纳44名乘客。该公司声称这款客机可以在短短3.5小时内从纽约到伦敦,航班时间缩短1倍。航班费用是5000美元。该公司声称其飞机可以以2.2马赫(每小时1451英里)的速度飞行,比2003年退役的协和飞机快10%,是普通客机的两倍。
本文来源:科技日报社-中国科技网
责任编辑:李德雄_NT2021
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丑到哭的超音速客机方案,到底有什么过人之处?
空中客车的超音速客机方案。图片来源:dailypost.co.uk
原标题:超音速客机离我们还有多远?
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。空客超音速客机有点儿丑
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。
作为空客全球的竞争对手,波音也正在酝酿超音速客机。在波音的战略中,不仅有大型超音速客机,还有迷你型的超音速公务机,能够满足不同收入人群的需求。总体上看,波音公开的几款风洞模型在外形上都非常前卫,有的还使用了前置鸭翼。
下图显示的是美国宇航局格伦研究中心中,一种设计方案在8英尺×6英尺超音速风洞中正在进行吹风。空气动力学专家可对这款气动进行评估,尤其是超音速气流在吸气式发动机进气口的变化。
NASA格伦研究中心8×6英尺的超音速风洞中正在吹风的超音速客机方案。图片来源:NASA动力系统别出心裁
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。
为了满足3种动力衔接使用,空客这款超音速客机的机身显得相当臃肿,与波音的方案体现出的优美曲线形成了鲜明对比。更重要的是,3种发动机需要完美配合才能实现一次成功的超音速之旅,这就增加了动力系统的复杂性。一旦某个发动机出现故障,就得放弃超音速飞行,甚至增加了飞行的危险性。况且机身中部放置一个巨大的氢燃料箱,不知前面的乘客是何种感想。
空客方案使用了3种发动机,分别为火箭发动机、涡轮喷气发动机以及冲压式发动机,动力系统较为复杂。图片来源超音速客机研发遇到的难题
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。
美国宇航局的音爆解决方案与空客的有些区别,前者使用了针状鼻锥和先进的机体蒙皮来控制噪音,而在空客公布的想象图上,并没有看到类似NASA的音爆抑制方法。此外,麻省理工还对超音速客机巡航对平流层的影响进行研究,涉及到高空排放问题。军用超音速飞行器在巡航过程中一般较少进行超音速飞行,而商业客机一旦具备超音速飞行能力,那么这条航线上噪声和大气排放问题将变得更加突出。
NASA测试的安静飞行技术示范,在试验机雷达罩前安装前伸装置,减少超声速飞行时产生的初始冲击波。图片来源:NASA
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。(编辑:Steed)
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NASA研发新型超音速飞机
Until now, the sonic boom has kept faster flight from being possible. But the space agency might have the answer
中国日报网
美国宇航局表示正在研发新一代超音速飞机,该机型发出的声音只有60分贝,远小于协和式超音速飞机的90分贝,噪音仅仅相当于坐在车里听到的汽车发动机的嗡嗡声。美国宇航局已经在风洞里成功测试了相关技术,并预计在2022年对原型机进行测试。如果新型超音速飞机研制成功,那么从纽约到伦敦的飞行时间只需要3小时。
Nasa might be famous for sending rockets up to space quickly. But it could be making your next holiday come more quickly, too.美国宇航局也许因为飞速把火箭送入太空而闻名,但它也有可能为你下个假期所乘的航班提速。
The space agency is working on a new plane, dubbed Concorde 2 by some people, that could solve the problems of super-sonic flight and vastly increase the speed of journeys abroad.该机构正在研发一种新型飞机,有人称之为“协和式二号”,它或许可以解决超音速飞机的问题,大幅提升国际航班的飞行速度。
If successful, the plane would be able to fly between New York and London in just three hours. And it would halve the time spent flying other journeys, since it could be used more broadly.如果新型超音速飞机研制成功,那么从纽约到伦敦的飞行时间只需要3小时。该飞机还也可以广泛应用于其他行程,将飞行时间减半。
Until now, the problem with such planes has been the sonic boom, made famous by the original Concorde. That happens when a plane reaches supersonic speeds.目前为止,超音速飞机始终存在音爆问题,当飞机的速度超过音速时,就会发生音爆。初代协和式飞机就让人们普遍认识到这点。
It is a thunderous noise that upsets people on the ground – disturbing livestock and even causing physical problems to materials and houses underneath. It was irritation with that effect that led Congress to ban such planes from being used over US land, a decision that in turn was partly responsible for Concorde failing to be commercially viable and getting mothballed.音爆是一种雷鸣般的噪音,它让地面上的人牲感到不适,甚至还会对物体和房屋造成物理伤害。正是这些负面影响引发的不满导致美国国会禁止了超音速飞机在美国国内飞行,这个决定继而部分导致了协和式飞机不能继续商用,最终停飞。
The space agency has successfully tried out the technology in wind tunnels, and now believes that it could be put to commercial use. It now wants to test that out by having commercial companies build a version of the plane that could be put to use.美国宇航局已经在风洞里成功测试了相关技术并相信可以将其运用在商业飞行中,他们现在希望由商业公司制造一架可以投入使用的飞机以进行试飞。
That plane will fly as high as 55,000 feet – far higher than normal planes – and make a sound of only 60 decibels. That's far less than the 90 decibels thrown out by Concorde, and is roughly in line with a car on the motorway or a busy restaurant.新型超音速飞机将在17000米的高空飞行,飞行高度比普通飞机要高得多,其发出声音只有60分贝,远小于协和式飞机的90分贝,与高速公路上行驶的汽车和热闹餐馆里的音量大致相当。
“Now you're getting down to that level where, as far as approval from the general public, it would probably be something that's acceptable,” said Peter Coen, project manager for NASA's commercial supersonic research team, in a new Bloomberg report.美国航空航天局商用超音速飞机研究团队的项目经理彼得o科恩在彭博社的新报道中指出,“现在我们已经要成功了:只要公众同意,新型飞机就很可能被大家接受”。
If that allows the team to get approval, it hopes to have full-sized versions of the planes to try out by 2022.如果该团队能得到公众支持,那么有望在2022年前对原型飞机进行测试。
英文来源:独立报翻译:王雅钰(实习生)编审:yaning 董静
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Email: .cn波音称正研发5马赫超音速客机:从纽约飞到上海仅需2个小时
资料图:图为波音在1960年代提出的波音2707(Boeing 2707)超音速客机计划,1970年代因技术问题在完成了两架原形机后中止,该项目代号733,设计飞行速度2.7~3.0马赫,航程7200公里,载客250人。
(参考消息网6月22日报道)台媒称,第52届巴黎航展日前盛大开幕,波音执行长在航展上透露该公司正在研发极音速客机,瞄准金字塔顶端的客群,将提供从纽约飞到上海仅需要2个小时的服务。据台湾中时电子报6月21日报道,相较于目前两地最快的直航班机仍须15个小时,新研发能大幅减短交通时间,预计将花10-20年来将这个计划实现,不过外界多对这项新研发存有疑虑,担心它会落得和过去协和式飞机的赔本惨淡下场。
据美国全国广播公司(NBC)报导,波音执行长米伦伯格日前在巴黎航展上表示,波音正在研发极音速客机,和过去超音速客机相比,巡航速度将会提高,能以近5马赫(5倍音速)的速度飞行,也就是每小时可飞行3800英里(约合6115公里)。
举例来说,极音速客机从美国纽约飞中国上海仅需2个小时,大幅缩短了现在两地直飞需要15小时的长途飞行时间。米伦伯格表示,他相信这项研发将能服务金字塔顶端的顶级客户,他们愿意用高价的机票来换取时间。
报道称,美国航空租赁公司执行长普鲁格认为这项计划在短时间能不具备竞争力,他称&在未来10-20年航空业将会是激烈的成本竞争&,该公司在世界各地拥有数百架的商用客机,正如普鲁格所言航空业都积极在增加航班的效益、提高利润。
外界多对这项研发存用疑虑,担心这看起来科幻既美好的研发,可能会因高成本的营运让它会落得和过去协和式客机的惨淡下场。
过去往来美国和欧洲的中程超音速客机"协和"(Concorde)式客机,它飞越大西洋仅需花费3.5小时,但因为其高昂的制造、维修费及非常耗油,让它的营运成本惊人,再加上其高价的票价又使得载客率一直不如预期,所以仅飞行了27年便在2003年退役。
责任编辑:鲁路(QM0002)
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