本文作者：北月清風

據環球網援引CNN的報道稱，近日在英國主辦的範堡羅航空展上，總部位于美國科羅拉多州的初創公司Boom Supersonic推出了其一直研發的超音速客機Overture的新設計。

根據Boom在範堡羅航空展所公布的 Overture超音速客機的最新設計，這款客機采用的最新輪廓機身可以優化氣流以減少阻力、提高燃油效率；采用的複合改性增量平面形式有助于提高超音速性能和亞音速穩定性，以最大限度地提高安全性和效率；其還采用了鷗翼設計，有助于降低超音速噪音，并最大限度地減少發動機應力；它的引擎設計采用的是四引擎設計，可以提供高效的超音速性能，保持标準溫度範圍，并在沒有加力燃燒室的情況下飛行，以最大限度地降低噪音和油耗。

超音速客機的研發面臨着噪音控制、機身設計等諸多挑戰

超音速客機是指能夠實現以超過音速飛行的民航飛機，在世界曆史上，僅有兩種超音速客機曾經批量生産并投入商業營運，分别為英國、法國聯合研制的協和飛機，以及蘇聯研發的圖-144。圖-144的最後一次客運航班是在1978年6月，“協和”号飛機的最後一次商業飛行是在2003年10月。

圖-144客機與“協和”号客機的最終停飛與超音速客機研發所面臨的諸多挑戰有着密切關系。例如，“協和”号客機的終止就是在陸地上空進行超音速飛行的時候，會有巨大的音爆對地面人員和建築物造成損害。靜默超音速飛行将決定這個龐大的市場是否能被再次啟動。對噪音的擔憂及其對環境的影響，在“協和”号客機的消亡中發揮了重要作用

根據空氣動力學規律，對于所有在空中行駛的車輛，阻力與阻力系數，空速平方和空氣密度成正比。由于阻力随速度迅速上升，超音速飛機設計的一個關鍵優先事項是通過降低阻力系數來最小化這種力。這就産生了超音速客機的高度流線型形狀。在某種程度上，超音速飛機還通過在比空氣密度較低的亞音速飛機更高的高度飛行來管理阻力。

在機身設計結構問題上，超音速飛行器的速度需要更窄的機翼和機身設計，用于承受更大的應力和溫度。這導緻了氣動彈性問題，需要更重的結構來最大限度地減少不必要的彎曲超音速客機T還需要更堅固的結構，因為它們的機身必須加壓到比亞音速飛機更大的差分，亞音速飛機不在超音速飛行所需的高空運行。

起飛噪聲，“協和”号飛機和圖-144的運行問題之一是發動機噪音水平高，與起飛時使用的非常高的射流速度有關，更重要的是飛越機場附近的社區。超音速客機的發動機在超音速巡航期間需要相當高的比推力（淨推力/氣流），以最大限度地減少發動機橫截面積，從而減少機艙阻力。因此設計一種可以有效降低噪音的外形與發動機是一項非常大的挑戰。

除此之外，音暴也是超音速客機需要克服的重要難點。“協和”号客機的退出就與音暴有着很大的關系。

Boom公司研發的超音速客機有了一個很大進展，在機體設計、控音降噪方面有大進步

自“協和”号客機退出世界航空舞台至今，已有近20年，但對于超音速客機的研發一直從未停止。

2020年10月，美國超音速客機設計公司Boom曾發布了其正在研發的超音速概念客機—— XB-1，2021年5月，Boom公司總裁布萊克‧斯庫爾在接受CNN專訪時描述了對行業和公司的未來發展前景。按照設計方案，Overture超音速客機将會是一款能搭載65-88人以2.2倍音速飛行最遠8300公裡的三發三角翼布局客機，一旦投入使用後，由紐約飛往倫敦全程僅需要3小時15分鐘，由洛杉矶飛往悉尼将需8小時30分鐘。按照Boom公司目前的時間表，Overture客機将于2022年美國工廠開始動工建造，2023年開始制造首架原型機。

斯庫爾還表示，Boom正在重拾“協和”号留下的夢想，但是将會在經濟性和環保方面做出重大改進，以使超音速飛行觸手可及。他還稱：“由于高不可攀的價格（90年代12000美元，相當于今天20000美元），乘坐”協和“号飛行對許多人來說隻能是一輩子一次的體驗，而他們希望未來旅客以超音速旅行時，四小時的機票隻需大約100美元。不過這隻是中長期的設想，還需要兩至三代人的努力。”

斯庫爾形容Overture超音速客機将會是一個同波音757大小相同的飛機，将适用于目前的窄體飛機登機橋。科技進步将能大幅降低人們還停留在上世紀對超音速飛行非常昂貴的刻闆印象，同時替代能源的采用也将使超音速飛行實現零排放。

當時曾有美國航空專家認為Boom的目标有點過于大膽，舉個例子，如果以傳統引擎來說，在達到2.2倍音速時，引擎會釋放出大量熱能，甚至會把引擎熔化，要實現這一設計需要材料科學的巨大進步，這可能耗時20年才能實現。雖然目前看起來有點天方夜譚，但是超音速客機概念現在方興未艾。Boom的另一個競争對手、來自佛羅裡達的Aerion也曾于2021年三月披露了其可以搭載50人的超音速客機AS3研究計劃，将能以更快速的4倍音速飛行。

Boom 研發的Overture超音速客機被認為是世界上第一架從一開始就使用100%可持續性航空燃料的大型商用飛機。這樣一來，航空公司關心的超音速客機經濟性問題，得到解決。按照計劃，Boom Overture将會在2025年推出首架飛機，并在2026年完成首飛，如果一切按計劃進行，2029年正式投入使用，投入商業服務。目前，美國聯合航空公司已經購買了15架Overture。

2022年初，Boom公司進一步透露消息稱， Overture超音速民航客機将以1.7馬赫或約1300英裡/小時的速度飛行，從而縮短一些最長國際航線的時間。1.7馬赫是什麼概念呢？目前普通的民航客機速度不過才0.8馬赫，也就是說，Overture超音速客機的速度至少是目前民航客機的2倍多。 Overture超音速民航客機将在四個半小時内從東京飛往西雅圖，而不是平時的至少八個半小時。

目前Boom公司還在進行Overture超音速民航客機的各種試驗。從“協和”号客機退出世界舞台的經驗教訓看，近期Boom公司研發的重點集中在确保這種超音速噴氣式飛機既可持續又更安靜。其中在這次的範堡羅航空展上，就可看到這一點。針對Overture超音速民航客機最新設計，Boom公司總裁斯庫爾稱：“與“協和”号飛機相比，今天我們能夠在整個機身，機翼和垂直尾部使用碳複合材料，這使我們能夠更加符合空氣動力學，提高效率。這有助于減少消耗燃料的阻力，并使飛機更加省油。”

自從協和客機停止運營之後，這個世界上能體驗到超音速飛行的，就隻剩下了戰鬥機和一部分轟炸機的飛行員。如果這次Boom公司研發的Overture超音速民航客機能夠克服以往的缺陷，重新進入人類航空世界的話，這對人類航空史來說，将是一個巨大的進步，人類的空中航程時間将大大縮短。

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