2003年，英國航空及法國航空的的協和（Concorde）超音速客機退役，那是世界首款、也是唯一一款投入商業運營的超音速客機。但因2000年發生的致命空難，以及兩項難以解決的技術難題——音爆（sonic boom）和巨大油耗，成為了歷史上的一個遺憾。所謂音爆，是指以超過音速的速度行進時，在地面上聽到的如同雷鳴或爆炸的聲音，因此曾經的協和超音速飛機被禁止飛過大陸，被用於從倫敦和巴黎飛往紐約的跨大西洋航線。
科學家始終在研究通過改變飛機外形減少音爆的方法，直至最近計算機才發展到足以完成把降噪理論付諸現實所需的模擬運算。上周，美國國家航空航天局宣布X-59 QueSST（Quiet Supersonic Technology，靜音超音速的簡寫）飛機進入最終組裝，預計將於2022年首飛。X-59靜音超音速飛機涉及了美國十多年的靜超音速技術成果，其音爆強度預計只有75分貝，相當於遠方的一場雷雨。其被《經濟學人》評為2022年值得關注的新興技術之一，一旦試飛成功，這個技術將「開啟商業飛行的新時代」。
——編者按
超音速航空號稱從紐約到洛杉磯只需兩小時，但卻從未真正起飛。很大程度上是由於物理因素。具體來說就是音爆，即飛機突破音障時所發出的雷鳴般的噪音，它直接影響到了超音速航空能否成行。
20世紀60年代的測試中，音爆震碎了窗戶，震裂了石膏，震落了架子上的擺設。1973年，聯邦航空管理局禁止民用超音速飛機在陸地上空飛行。雖然只能在海洋上空航行，著名的英法聯合研製的協和式超音速噴氣客機（The Concorde）只有為數不多的幾條航線，但飛行時間還不到普通飛機平均時間的一半。不過由於利潤豐厚的陸路航線仍被禁止，超音速航行的商業前景大大受限。
NASA試圖解決音爆問題，重啟超音速航空。繪 / Matt Williams
美國宇航局（NASA）和航空商們正在努力改變現狀，他們設計的新型飛機可將音爆變成「音波重擊」（sonic thump），不比6米外關上車門的聲音大。這一改變可能促使聯邦航空局取消禁令，允許美國境內超音速航行。
美國宇航局低音爆飛行演示項目主管克雷格·尼科爾（Craig Nickol）表示：「美國宇航局的研究主要是為了實現超音速航行的合規化，擺脫禁令限制，開拓新市場。」
1947年10月14日查克·耶格爾（Chuck Yeager）駕駛火箭動力貝爾X-1飛機飛越莫哈韋沙漠，開啟了超音速時代。接下來的幾十年，一系列軍用飛機加入，其中一次是1961年道格拉斯DC-8客機試飛，最後蘇聯圖波列夫Tu-144和協和式飛機進行了常規商業飛行，但都早已停飛。
協和式飛機取得了較大的成功。其跨大西洋機票多為6000至7000美元，旅客在擁擠嘈雜的機艙裡進行三個半小時的飛行。儘管如此，這趟航班仍然很受歡迎。經過27年的不穩定盈利和一次113人死亡的空難後，餐食中提供香檳和魚子醬的協和式航班於2003年停飛，首席飛行員宣稱的「未來客機」成為了過去。
雖然協和式飛機遭到淘汰，但超音速飛行的復興或將到來。超級計算機取代了設計協和式飛機時用的計算尺和對數表，工程師能相對廉價快速地測試調整虛擬飛機的設計。
1977年11月，一架協和式飛機從羅西-戴高樂機場起飛，從巴黎飛往紐約。© Pierre Guillaud/Agence France-Presse — Getty Images
2003年，美國國防研發部門DARPA和美國宇航局正是採用這種方法完成了音爆成形實驗。實驗證實，運用計算機對諾斯羅普（Northrop） F-5E噴氣機設計進行的修改，能夠按照軟體預測消除音爆。「我們進行了飛行和測量，我們的模型成功預測了音爆，」尼科爾說，「我們首次證明，可以按照預測的方式重塑音爆。」實驗為後續研究奠定了基礎。
減弱音爆非常複雜。空氣中其實存在著物質，飛機可以穿行而過，就像船在水中行駛一樣。飛行過程中飛機對空氣進行擠壓，產生氣壓波動。當飛機速度接近音速時，機頭和機尾表面產生壓力差，機頭產生高壓，機尾產生低壓。音速飛行下音波逐漸堆積，壓力突然變化，產生激波面，發出雷鳴般的聲音。
「壓力的變化產生了聲音，」 美國宇航局聲學工程師亞歷山德拉·盧博（Alexandra Loubeau）說。音爆不僅出現在飛機首次突破音障的時候，也會像船的尾流一樣不斷尾隨噴氣機。
美國宇航局的研究催生了靜音超音速技術的X-59 QueSST，這是一種針尖狀飛機，升降操縱面遍布30米長的機身，其中機頭長10米。
據11月24日最新消息，X-59 QueSST已經從夾具中卸除，準備進行最終組裝，預計明年首飛。©Lockheed Martin/Garry Tice
音爆產生的衝擊波無法完全消除，但可以將壓力累積的激波面最小化，譬如通過進氣口和操縱面，將壓力分散至整個機身，令衝擊波減少、變形、凝聚。「可以對飛機進行改良，改變激波面的形態，」尼科爾說。「我們在嘗試分散音波，降低音量。」
不是只有美國宇航局嘗試重啟超音速旅行，丹佛超音速飛機製造商Boom Supersonic的執行長布萊克·肖爾（Blake Scholl）公布了一個大膽的目標，只用花費100美元，在4小時內將乘客送到世界任何地方。雖然美國國內航線的乘客更多，但他說Boom將從國際越洋超音速服務起步，這樣就不必擔心噪音或監管政策，給公司帶來「井噴般的、兩三倍的商機」。
美國宇航局2018年的一張效果圖，顯示了洛克希德-馬丁公司位於加州帕姆代爾的臭鼬工廠機庫外的一個藝術家的概念設計，即低動能飛行示範機。© Agence France-Presse — Getty Images
肖爾補充道，他認為僅僅製造更快的飛機並不能打造可持續的超音速航行，飛機必須更快、更便宜、更環保，「一定要達到100%的碳中和」。
在他看來，通過更清潔的燃料和專門為超音速飛行設計的新引擎，可以實現高速、經濟和更少排放。這種方法與協和式飛機的做法形成鮮明對比。肖爾說，使用協和式飛機採用的是「改裝的軍用發動機，效率極低，而且聲音很大」。（對於如何或何時能夠獲得肖爾設想的這種引擎，目前還沒有現實的估計。）
肖爾說，這些發動機，配合自20世紀70年代超音速流行以來發現的新材料、建造方法和更高的效率，將使Boom的運營成本比協和飛機低75%。不過他說他的目標是把成本降低95%。即便如此，他估計最初的票價也要相當於一張商務艙機票。他承認：「離100美元還有很長的路要走。」
有幾家公司提出了私人超音速商務飛機計劃，讓國際銀行家、執行長和對衝基金經理們在全球範圍內享受更快更高端的服務。儘管灣流（Gulfstream）等老牌製造商和斯派克航空（Spike Aerospace）等新興企業已有意向，但私人超音速飛機尚未在天空翱翔。
最大障礙似乎是經濟，通常飛機的製造時間和成本都會超過預計，私人超音速飛機也不例外。
美國宇航局有政府支持，分享大部分研究成果。雖然不與任何特定航空公司或製造商合作，但所有航空公司都能從中受益。如果沒有政府的資助，灣流和Boom他們就步履維艱。Aerion Supersonic是前車之鑑。這家公司由資深航空業人士組成，億萬富翁羅伯特•巴斯（Robert Bass）出資，與波音（Boeing）合作，號稱獲得了112億美元的訂單。今年5月由於籌集不到足夠資金維持運營，Aerion宣告倒閉，正由佛羅裡達州法院進行清算。
安柏瑞德航空大學（Embry-Riddle Aeronautical University）經濟學教授比揚·瓦西（Bijan Vasigh）認為，儘管超音速旅行有利於國際貿易，但能否成為一項業務還存在太多變數。「一天有50個人想飛去倫敦嗎？」他提出疑問，「知道人們願意付多少錢嗎？」
他補充道：「我們做了最完善的分析，但未來一切都可能改變，最好的經濟學家也沒有答案。」
航空經濟學家兼顧問亞當·皮拉爾斯基（Adam Pilarski）也認為這些數字尚不確定，但他仍希望看到超音速飛機，哪怕不是大型飛機製造商生產。「這會導致他們的其他飛機全部過時，」他說。
他將目光投向了特立獨行的企業，類似埃隆•馬斯克（Elon Musk）的特斯拉（Tesla）或太空探索技術公司（Space-X）。「馬斯克進入太空領域的時候，誰相信他？沒人信！」皮拉爾斯基說。「註冊會計師們會想，『人們會付多少錢？』可誰會在乎呢？」
儘管皮拉爾斯基預測超音速航空最終會取得成功，但他不願下任何賭注。「布萊克·肖爾能成功嗎？」他自問自答道，「我不知道，他是個好人。但我會押上自己的錢嗎？我會押上孫輩的教育基金嗎？不會。」