映象新聞

　　自英法聯合研發的協和式飛機（Concorde）因2000年的重大墜毀事故而退役后，曾被冷戰技術競賽推至風口浪尖的超音速客機隨冷戰一起走下了歷史舞臺。不過，美國國家航天局（NASA）在2012年宣布研發“X系列”超音速飛機，意在消除超音速“音爆”這個重大障礙，為重啟超音速空中旅行作好鋪墊。而這個名為“安靜超音速技術”（QueSST）的項目現在有了突破性進展，近日，NASA官網宣布將在未來8周的時間內對超音速X飛機的比例模型進行風洞測試。 如果你聽過超音速飛機的“音爆”，一定會深刻地理解“晴天霹靂”這個成語。當物體運動接近音速時，會出現阻力劇增的現象，俗稱“音障”。音障一般在速度接近1馬赫（1馬赫即1倍音速，在不同介質中傳播速度不同，在這里約為1225碼）時出現，而在飛機突破音障的一瞬間，新產生的波在舊波還未擴散開前就形成了，由此產生了一種聲波的密集疊加效應。

　　英法聯合研發的協和式飛機（Concorde），服役期1976年至2003年。當時世界上共20架。

　　伴隨著“音爆”產生的還有一種奇特的“音爆云”景觀。在激波面后方，由于氣壓驟增，空氣中的水蒸氣會迅速凝結成小水滴，如同一團云霧。雖然“音爆云”美如畫，但“音爆”本身卻破壞力極大，輕者影響人類的生活和工作，重者甚至可以震碎玻璃。因此，許多城市上空禁止作1萬米以下的低空超音速飛行。

　　伴隨“音爆”產生的“音爆云”。

　　除了“音爆”之外，協和式飛機和蘇聯的圖-144飛機這樣的老一代超音速客機還有耗油大等嚴重技術缺陷。正因如此，盡管協和式飛機在冷戰競爭中成功擊敗圖-144，甚至使后者因過度模仿協和式飛機而落下了“協和斯基”的笑柄，但它依然經不起一次空難的打擊而迅速消亡。

　　落下“協和斯基”笑柄的蘇聯圖-144。

　　為了突破這些技術瓶頸，實現“更環保、更安靜”的新一代超音速飛機的夢想，NASA和世界軍工巨頭洛克希德 馬丁公司（Lockheed Martin）合作，通過對機身結構的改造而消除“音爆”。洛克希德 馬丁在機身上利用多個平面的設計讓氣壓波保持分離，并設計了起到同樣作用的迷你T型機尾。

　　“X系列”飛機設計圖。 圖片來源：洛克希德·馬丁公司網站

　　項目總工程師Michael Buoanno表示，這樣的設計通過控制舉力和氣壓波力度來避免波紋疊加。由此，“X系列”飛機將在飛行時將形成S形的波紋，而非以往超音速飛機的N波。而它發出的聲音則是輕微的隆隆聲，而非劇烈的爆破聲。NASA希望最終能將超音波飛機的聲音降至75分貝以下。

　　在一個名為格林（Glenn）的風洞中，X飛機模型將經受0.3~1.6馬赫風速的挑戰，模擬飛機在起飛，航行和降落時的情景。工程師們將通過這次實驗分析X飛機在空氣動力學中的表現，同時對其動力系統進行部分檢測。NASA工程師Ray Castner 解釋道“我們將從不同角度測量模型的舉力、托力和邊動力，由此判斷模型的表現是否符合預期。” 這次測試中的模型只有實際飛機體積的9%，但如果這次風洞測試成功，那安靜超音速技術就向前邁進了很大一步。

　　NASA 機械工程師Dan Pitts正在調制X飛機的9%比例模型。來源NASA官網

　　如果一切順利，NASA將于2020年打造出真正的“X系列”安靜超音速飛機。這一目標能否如期完成，主要取決于NASA能否拿到足夠的經費將項目進行下去。