你相信吗?未来坐上超音速客机,北京飞上海,可能只需半小时。近日,在江苏无锡召开的中国航空科学技术大会上,发布了2026年度航空领域的重大科技问题,超音速客机成为全场焦点。
国际上NASA的X-59已完成低声爆超音速试飞,国内天目山实验室验证机也将于今年年底冲刺超音速试飞。可能很多人会疑惑,超音速战斗机技术已经很成熟,为什么不能直接拿来用于民航?从军用到民用,还有哪些技术瓶颈?
超音速客机,有哪些技术瓶颈?
超音速飞机,简单说就是飞得比声音还快的飞机,一般要达到声速的1.5至2.0倍。声音在空气中传播的速度大约是每秒340米。
传统民航客机的飞行速度大约每小时900公里,只有声速的八成左右。军用的超音速战斗机擅长短跑,能短时间加速冲刺突破音速。但是如果要改成民用客机,必须要做到长时间超音速续航,对发动机和油耗的要求更高。

还有一个绕不开的技术瓶颈—声爆。
飞机飞行时,发出的声音也在向外传播,声波就像一个包裹着飞机的球体不断向外扩散,飞机相当于带着自己的声音在跑。
当飞机的速度接近音速,飞机和声波齐头并进,就会出现一个问题,前方的声波来不及散开,空气不断挤压堆积,就形成了一道无形的屏障,也就是音障。当飞机继续加速冲破这道屏障,机身周边就会产生强烈空气冲击波,传到地面就是我们听到如同爆炸一般的响声,这就是声爆。

上世纪60年代,英国航空的协和超音速客机横空出世,速度是现在民航客机的两倍多,速度快到能在飞机上追着太阳看日出。但它产生的声爆听觉响度超过了100分贝,地面的人听着就像是打雷,声爆产生的冲击波还会让窗户剧烈抖动,甚至震得玻璃开裂。所以,人类的第一代超音速客机在2003年就全部退役。
如何攻克“声爆”问题?
虽然超音速客机在航空历史上是昙花一现,但人类对它的研究并没有停止。物理上声爆无法彻底消除,只能尽可能想办法减弱。
今年6月,NASA的X-59验证机完成了它首次超音速飞行,本次试飞达到1.1倍音速,它的目标是让声爆听起来不超过75分贝。

同时,中国科学家也在想方设法减小超音速客机的噪声。去年,天目山实验室缩小比例的验证机已完成低速试飞,飞机采用“三翼面+T尾”气动布局,把集中在飞机前方的冲击波分散开、变柔和。
科研团队介绍,计划今年年底开展超音速试飞,目标是让飞机产生的声爆听起来不超过80分贝。
除了降低声爆,超音速客机还有不少技术门槛,国内正在搭建完整的攻关链条。中国航空研究院研究员航空工业集团首席专家钱战森表示,发动机核心机、进气系统、排气系统的研制充满挑战,部分零部件还需要适当调节,才能保证飞行器在全速域飞行的效率最高。

对比当年的超音速客机,如今我们拥有更先进的气动仿真、新材料与飞行控制技术。不过,距离普通人坐上商业化超音速客机,业内预估至少需要大约20年的持续研发与验证。
(总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉 江苏台)
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