超音速飛機能有多安靜?2021年見分曉!NASA X-59靜音飛機獲準進行組裝

2021-01-21 黑科技每日推送

美國國家航空航天局（NASA）宣布與洛克希德馬丁公司共同研發的X-59飛機通過了一項重大評估，獲準進行最終組裝和集成。如果一切順利，這全新一代超音速飛機將在2021年首飛。


X-59飛機的設計飛行高度約16000米，飛行速度約1.2馬赫（1馬赫即1倍音速，不同介質條件下數值不同，這裡約為340米/秒）。


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後，商用超音速空中飛行暫時走下歷史舞臺。


除了經濟性、安全性方面的缺陷，冷戰時代研發的老一代超音速客機始終沒有解決音爆問題。

音障一般在速度接近1馬赫時出現，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。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，輕者影響人們生活工作，重者可以震碎玻璃。


NASA在2012年宣布重啟超音速飛機研發，主要目標就是消除音爆問題，測試一項 「安靜超音速技術」（QueSST）。


X-59「安靜超音速技術飛機」


2018年4月，NASA就X-59飛機與洛克希德馬丁公司籤訂了一份價值2.475億美元的合同，持續到2021年年底。


NASA航空工程師表示，當這款新型超音速飛機突破音障時，地面上的人只能聽到數聲「砰砰」聲，甚至可能聽不到聲音。


首飛完成後，X-59飛機會在阿姆斯特朗飛行研究中心和愛德華茲空軍基地進行靜音技術和安全性方面的驗證。隨後，從2023年起，NASA會讓飛機經過美國部分城市的上空，收集大眾對噪音的反饋情況。這些信息將為美國和國際監管部門提供超音速飛行監管依據。


正在組裝的X-59


NASA的X-1飛機在1947年首次突破音障，隨後，「X系列」機型率先實現3、4、5和6倍音速飛行。 「X系列」還曾首次嘗試可變後掠翼，首次用噴氣推力發射和著陸，首次使用奇異合金作為主結構，首次達到30000米、60000米和90000米飛行高度。


音爆雲現象


雖然「X系列」研發成果並非都能走向實用，但無疑給空氣動力學和航空學提供過許多新工具。這次的「安靜超音速技術」，被NASA航空學副主任Bob Pearce視作「歷史性任務」。


除了NASA和洛克希德馬丁，美國波音公司也曾披露超音速客機計劃。中國、日本、歐洲等的相關研究項目同樣在進行。但若真想「打個超音速飛的」，除了減輕音爆，還需發動機設計、商業運營成本上的諸多考量。




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    超音速飛機能有多安靜？2021年見分曉。 當地時間12月16日，美國國家航空航天局（NASA）宣布與洛克希德馬丁公司共同研發的X-59飛機通過了一項重大評估，獲準進行最終組裝和集成。如果一切順利，這全新一代超音速飛機將在2021年首飛。 X-59飛機的設計飛行高度約16000米，飛行速度約1.2馬赫（1馬赫即1倍音速，不同介質條件下數值不同，這裡約為340米/秒）。
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    據外媒報導，NASA推遲了X-59靜音超音速飛機的首次飛行，今日（當地時間9月17日）證實了這架突破音障的飛機無法及時完成2021年的發射計劃。目前，X-59正在生產和組裝中，它將測試一種尖端的發動機和車身設計，這種設計可能最終能幫助解決協和式飛機最嚴重的問題之一。這種超音速噴氣式飛機因其將從紐約到倫敦的飛行時間縮短至數小時的能力而成為出名，但它卻從未在美國全國範圍內達到過同樣的越野速度。這是因為它在突破音障時產生的音爆在陸地上空太大，所以其最大性能僅限於在海洋上空。
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  • X-59超音速靜音飛機
    （「安靜超音速運輸機」）是美國正在研製的超音速飛機。項目開始於2016年2月，X-59計劃於2021年下半年交付，用於2022 年的測試飛行。預計它的巡航速度為1.42馬赫（1,510公裡/小時； 937英裡/小時）飛行高度55,000英尺（16,800萬米），並且噪音低至75分貝的感知水平，以評估超聲速商用飛機的可行性。
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    據外媒報導，NASA的最新引擎可能不會在太空中使用，但這並不意味著它的速度會很慢，實際上，F414-GE-100有望幫助新型超音速飛機達到創紀錄的速度。這是為X-59 Quiet Supersonic Technology飛機專門定製的技術，單憑這臺噴氣引擎就能產生2.2萬磅的巨大推力。這是通用電氣公司(GE)的傑作，事實上，NASA已經收到了兩臺這樣的機器：一個主引擎，一個備用的第二個引擎以防萬一情況的發生。它長約13英尺（約4米）、直徑3英尺（約1米），有足夠的能量推動X-59達到音速。
  • 洛克希德·馬丁與NASA合作研發的X-59飛機已開始製造 將於2021年首飛
    它的官方名稱是X-59靜音超音速技術飛機，它是與美國國家航空和宇宙航行局(NASA)合作製造的，目的是完善靜音音爆技術，使飛機能夠在陸地上空超音速飛行。洛克希德·馬丁公司說，此舉是一個裡程碑，標誌著超音速商業旅行在陸地上空向現實邁進了一步。
  • NASA接受用於X-59飛機的新型F414發動機
    該發動機將在NASA阿姆斯特朗飛行研究中心進行檢查和測試，之後運往附近的帕姆戴爾，安裝到NASA X-59安靜超聲速技術驗證機上。該機目前正在洛克希德·馬丁公司的臭鼬工廠製造。該發動機是在GE航空公司位於麻薩諸塞州林恩的Riverworks工廠完成組裝和初步試驗，它將為X-59的飛行任務提供動力，以收集公眾對飛機噪聲較小的聲爆設計的反應信息。收集的數據將與聯邦和國際監管機構共享，以幫助他們制定新規則，允許陸地上空的超聲速民用飛行，並創造民用超聲速飛行的全新市場。
  • NASA接受用於X-59飛機的新型F414發動機
    中國航空新聞網訊：據飛行國際8月28日報導，將為NASA X-59安靜超聲速技術X-飛機（QueSST）提供動力的一臺F414-GE-100發動機，已在加州愛德華茲的NASA阿姆斯特朗飛行研究中心拆箱。該發動機是通用電氣交付的兩臺發動機之一，約4米長，直徑0.9米（3英尺），加力推力可達22000磅（9071.8千克）。
  • NASA正在對安靜超音速X-59飛機的AR視覺系統展開測試
    當X-59在2021年投入使用時，飛行員將面臨自協和超音速客機退役以來不常遇到的一個問題。X-59旨在測試新技術並由此製造出新一代超音速商用飛機，儘管它承諾會克服掉協和式飛機的一些缺點，但它仍會面臨一些困難。
  • GE航空向X-59「安靜超音速技術」交付第一臺發動機
    它是一種實驗性飛機，被命名為X-59QueSST（安靜超音速技術）。旨在以超音速的速度飛行，可在55000英尺（16760米）的高度巡航，但噪音卻比以前的SST或「協和」等超音速飛機低得多。 儘管現在還沒有實現這一目標，但2019年正式開工之後，X-59 QueSST仍被《大眾科學》雜誌評選為年度100項最偉大的技術創新項目。
  • NASA開始進行靜音超音速飛機的風洞測試
    單純就旅行本身而言，飛得越快越省時間越好，超音速飛行理論上可以大幅縮短飛行所需的時間，故此一直很有誘惑力。但超音速飛行時，噴氣機巨大的噪音和極低的經濟性讓客機行業一直望而生畏，民航發揮也對其進行限制。
  • GE向NASA交付首臺新型F414發動機，將用於靜音超音速
    在將其運往美國棕櫚谷與NASA的X-59靜音超音速技術飛機進行最終總裝之前，NASA將對該產品進行進一步檢查，而X-59飛機目前仍在洛克希德-馬丁公司的臭鼬工廠生產。該發動機是在GE航空公司在位於麻薩諸塞州林恩的Riverworks工廠組裝並進行初步測試的，該發動機將為X-59的飛行任務提供動力，以收集有關公眾如何對飛機旨在產生的更安靜的音爆做出反應的信息。收集到的數據將與美國政府和國際監管機構共享，以幫助制定新的噪聲規則，以讓各國政府重新允許超音速飛機在天空飛行，從而為商務航空旅行創造一個全新的市場。
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    2018年11月17日，洛克希德·馬丁公司與NASA合作研發的X-59靜音超音速飛機在臭鼬工廠加工第一個零部件，這標誌著在陸地之上實現超音速商業旅行的目標正一步步接近現實
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    中國航空新聞網訊：據Air Recognition網7月29日報導，美國國家航空航天局（NASA）的X-59靜音超聲速飛機（簡稱QueSST）與其他飛機不同，飛行員在駕駛艙中就可以進行空中導航。這架飛機不會有前置機艙罩，取而代之的是一個有4K解析度的顯示器，讓飛行員可以看到自己飛行路線上的交通狀況，並為機場進近、著陸和起飛提供額外的視覺輔助。4K顯示器是飛機外部可視系統（XVS）的一部分，它顯示飛機外部兩個攝像頭的拼接圖像，並與先進計算系統的地形數據相結合。顯示器的兩邊與傳統的座艙蓋一樣，是真正的艙罩，幫助飛行員看到地平線。
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    近期，根據美國NASA的官方消息，美國的X-59超靜音驗證機通過了最後的研發裡程碑，進入了正式組裝階段。根據NASA方面的估計，等到2021年，X-59 驗證機將能夠在2021年進行正式的試飛工作。X-59超靜音驗證機X-59超靜音驗證機主要是為了驗證飛機在超音速飛行狀態下，如何儘可能地降低因飛機突破音障時所形成的噪音。