假如您最近一直在重视航空新闻,您一定会注意到 Boom Supersonic 公司最近刚刚经过其 XB-1 演示飞机打破了音障,最大的亮点是在其无轰鸣声巡航过程中,地上上没有人听到嘹亮的音爆。
自 20 世纪 70 时代中期协和号飞机以超越 2 马赫(约合 1354 英里/小时或 2180 公里/小时)的惊人速度运送商业乘客横渡大洋以来,超音速飞翔就风行一时。问题是,超音速飞翔意味着一定会发生音爆。 尽管当你在航展上听到你最喜欢的美国空军或水兵战斗机飞过期,它们听起来或许很帅,但事实上,破碎的窗户、受惊的宠物和家畜,以及其他令人讨厌或损坏产业的东西就没那么酷了。 美国联邦航空局在1973年民用超音速飞翔没有呈现时,就现已将喷气式飞机的飞翔速度限制在亚音速。
草创公司Boom Supersonic的任务是出产一种名为序曲(Overture)的商用超音速喷气机,这种喷气机可以将横跨美国的飞翔时刻缩短 90 分钟,或将横跨大西洋的飞翔时刻缩短一半。
Boom公司的XB-1验证机于2024年3月首飞。 2024 年 10 月,XB-1 以超音速飞翔。 而就在两周前,XB-1 才初次打破音障,在加利福尼亚莫哈韦沙漠上空试飞时到达 1.122 马赫。 在 XB-1 之前,还无别的的自主研制的喷气式飞机打破过音障......并且该公司在试飞时地上上没听就任何音爆。
Boom Supersonic 公司创始人兼首席执行官布莱克-烁尔(Blake Scholl)说:XB-1 在初次超音速飞翔中三次打破音障--没有宣布爆鸣声。这证明了咱们长久以来的信仰:超音速游览可以是经济实惠、可继续的,并且对机上和地上的乘客都很友爱。
XB-1 运用一种专门为Overture规划的涡扇推动体系,名为交响。 它是一种不运用后焚烧器的双蜗壳中旁路涡轮电扇,起飞时可发生 35000 磅(15876 千克)的推力和保持 1.7 马赫的速度。
依据 Boom 网站的介绍,与亚音速涡轮电扇不同,这种新式推动体系将包含一个由 Boom 规划的轴对称超音速进气口、一个可变几许形状的低噪音排气喷嘴和一个被迫冷却的高压涡轮。
这种规划使 XB-1 可以在 3 万英尺(9144 米)以上的高空打破音障,这便是所有这些重要部件发挥作用的当地。 就在 3 万英尺左右,空气密度和温度的改变发生了一种被称为马赫截止物理学的现象。
当飞机(或任何物体)的速度超越被称为 1 马赫的声速时,这个速度会因高度、温度和气压的不同而发生巨大的改变:在海平面的额外大气条件下为 767 英里/小时(1235 公里/小时),而在 35000 英尺(10668 米)的高度则低至 660 英里/小时(1062 公里/小时)--它会发生一个向外和向下传达的冲击波......除非超越约 30000 英尺的马赫分界线,不然冲击波会向上反弹,散失在大气中。
早在 20 世纪 30 时代,西奥多-冯-卡尔曼(Theodore von Kármán)等空气动力学家就渐渐的开端树立冲击波传达的理论模型,以及大气条件怎么样影响音爆。 1947 年,当老查克-耶格尔驾驭 X-1 号飞机打破音障时,他的速度超越了人类的飞翔速度,科学家们也因而对音爆的传达方法有了更深化的了解。 到 20 世纪 60 时代,人们现已对高度、温度和风层怎么样影响冲击波折射有了适当深化的了解。
假如咱们很早就知道这一点,为啥不早点举动呢? 这是由于功率和技能组合还不太适宜。 例如,协和式飞机依托其涡轮喷气发动机的强壮动力,经往后焚烧到达 2 马赫的速度,因而无法保持在马赫数范围内。
现在,跟着主动飞翔操控、大气建模等技能的开展,以及功率更加高的发动机规划的呈现,让美国国家航空航天局(NASA)、洛克希德(Lockheed)和现在的 Boom 等公司正在将这些先进的技能投入实践使用,以使更安静、更快速和更可继续的超音速飞翔成为或许。
日本航空、美联航和美国航空现已向Overture下了一共130架飞机的订单。 相同,Boom 公司已在北卡罗来纳州格林斯博罗制作了 Overture 超级工厂,估计每年将出产多达 66 架飞机。