據(jù)英國《飛行國際》網(wǎng)站2019年6月27日刊文,洛馬公司希望基于該公司與美國國家航空航天局(NASA)共同開發(fā)的降噪技術(shù)開發(fā)新型超音速商用客機概念,從而重新開辟超音速民航市場。
2019年6月19日,洛馬公司在美國航空航天學(xué)會航空論壇(AIAA Aviation Forum)上公布了名為“低噪音超音速技術(shù)客機”(QSTA)的概念,這一概念仍處于設(shè)計初期。
位于加利福尼亞州帕姆代爾的洛馬“臭鼬”工廠正在為NASA建造X-59驗證機。QSTA概念的尺寸將比X驗證機更大,長69米(225英尺),翼展22米,可搭載40名乘客。
亞音速客機的巡航速度通常為0.85馬赫,而根據(jù)洛馬公司X-59項目首席工程師博南諾(Michael Buonanno)透露的信息,QSTA的設(shè)計巡航速度遠(yuǎn)超這一數(shù)值,在陸地上空為1.6馬赫,海面上空則為1.8馬赫。
低噪音超音速技術(shù)是重新開辟超音速民航市場的關(guān)鍵因素。超音速飛行帶來的巨大音爆噪音能夠傳播到40公里以外,為了避免噪音的危害,美國禁止陸地上空進(jìn)行超音速商業(yè)飛行。
全球范圍內(nèi)已有多家企業(yè)開展了超音速客機發(fā)展計劃,希望在本世紀(jì)20年代投入使用,Boom Supersonic公司是目前唯一一家瞄準(zhǔn)大型商用客機開展超音速研究的公司,該公司總部位于科羅拉多州,正在研發(fā)XB-1驗證機,目標(biāo)在2020年開展試飛,日本航空公司已向Boom投資1000萬美元,希望日后購買20架速度可達(dá)2.2馬赫的客機;Aerion Supersonic和Spike Aerospace等公司則將發(fā)展目標(biāo)放在小型商用飛機上。
這些計劃體現(xiàn)了旅客對更快到達(dá)目的地的需求,對于洲際旅行來講,10個小時確實有些漫長。洛馬公司也肯定了這一需求,但未來超音速民航領(lǐng)域的適航法規(guī)尚不明確,這也是阻礙相關(guān)技術(shù)發(fā)展的因素之一。
NASA表示,X-59的設(shè)計目的是防止超音速狀態(tài)的激波形成音爆,從而降低超音速飛行帶來的噪音。在上述技術(shù)之外,QSTA還將關(guān)注起飛和著陸階段的噪音,其發(fā)動機會通過特殊設(shè)計以減少噪音,相比之下,X-59的發(fā)動機則沒有特殊設(shè)計,而是選取了F/A-18E/F“超級大黃蜂”同樣的GE F414發(fā)動機。
“超音速飛行的物理特性使得安靜起飛和著陸具有挑戰(zhàn)性,”博南諾認(rèn)為。“改變起飛和著陸時駕駛飛機的方式有助于大幅減少噪音。”
柯林斯航宇公司將為X-59提供機載系統(tǒng)和部件,包括環(huán)境控制系統(tǒng)、襟翼、副翼和方向舵。NASA計劃于2021年開始X-59試飛工作。
洛克希德公司的臭鼬工廠部門正在加利福尼亞州帕姆代爾市建造X-59
為了適應(yīng)超音速飛行,QSTA和X-59的機頭區(qū)域會非常狹窄,限制了駕駛員通過舷窗觀察外部環(huán)境,因而兩者的駕駛艙均采用視頻屏幕替代舷窗。
博南諾表示,無論飛行所產(chǎn)生的噪音如何,QSTA上的乘客都不會受到噪音的影響,打破音障將“難以察覺”。同時相比于傳統(tǒng)亞音速客機,QSTA在湍流顛簸方面的體驗會更好,因為其設(shè)計巡航高度約50,000英尺到60,000英尺(15240米到18288米),比常規(guī)客機約10000米的巡航高度更高。
但更高的巡航高度意味著飛機排放帶來的影響更為顯著,因而QSTA需要更加注重減少排放量以保護(hù)高空環(huán)境。
X-59驗證機計劃于2023年至2025年在美國多個社區(qū)上空進(jìn)行1.5馬赫的飛行試驗,NASA將借此調(diào)查該驗證機超音速飛行噪音對地面的影響,從而評估相關(guān)技術(shù)能否將超音速飛行噪音有效控制在可接受范圍內(nèi)。調(diào)查結(jié)果和NASA試飛數(shù)據(jù)將有助于美國聯(lián)邦航空管理局和國際民航組織確定超音速客機可接受的噪聲和速度范圍。
洛馬估計QSTA在主要航線上可節(jié)省的時間。