X-59試驗(yàn)機(jī)——

超聲速飛行能否“靜音”

X-59試驗(yàn)機(jī)首飛。

近日，美國國家航空航天局研制的X-59靜音超聲速試驗(yàn)機(jī)完成首次飛行，引起外界關(guān)注。

驗(yàn)證靜音超聲速技術(shù)

X-59試驗(yàn)機(jī)修長的機(jī)身和獨(dú)特的造型，很容易喚起人們對另一架超聲速飛機(jī)——協(xié)和式客機(jī)的記憶。20世紀(jì)70年代中期，由法國和英國聯(lián)合研制并短暫投入使用的協(xié)和式客機(jī)，橫跨大西洋只需要不到3.5小時(shí)，曾是超聲速民航的象征。然而，高昂的運(yùn)營成本與音爆問題，以及安全性、可靠性等問題，最終導(dǎo)致協(xié)和式客機(jī)黯然落幕，于2003年全部退役。

X-59試驗(yàn)機(jī)不是協(xié)和式客機(jī)項(xiàng)目的延續(xù)，也不是下一代超聲速客機(jī)的原型機(jī)，而是一架用于進(jìn)行技術(shù)試驗(yàn)的驗(yàn)證機(jī)。其任務(wù)是探索如何實(shí)現(xiàn)安靜地超聲速飛行，這也是導(dǎo)致協(xié)和式客機(jī)失敗的主要原因之一。協(xié)和式客機(jī)的音爆聲如同雷鳴，只能在海面上空進(jìn)行超聲速飛行，嚴(yán)重限制其飛行路線。X-59試驗(yàn)機(jī)的目標(biāo)，就是將雷鳴般的音爆聲變小。

X-59試驗(yàn)機(jī)集空氣動力學(xué)、材料科學(xué)和聲學(xué)工程領(lǐng)域的多項(xiàng)突破于一身，其所有設(shè)計(jì)圍繞一個(gè)核心目標(biāo)：重塑飛行器產(chǎn)生的激波，削弱音爆。

X-59試驗(yàn)機(jī)的機(jī)頭極其修長，約占機(jī)身全長的1/3。這種設(shè)計(jì)的作用在于避免在機(jī)頭位置匯聚產(chǎn)生強(qiáng)烈的、能在地面發(fā)出巨大聲響的激波。由于機(jī)頭過長，飛行員沒有傳統(tǒng)的正前方視野，借助一套外部視覺系統(tǒng)觀察前方。機(jī)翼采用大后掠三角翼，并與機(jī)身進(jìn)行高度一體化設(shè)計(jì)。

X-59試驗(yàn)機(jī)采用單臺大推力發(fā)動機(jī)作為動力，并將其安裝在機(jī)身背部。這不僅能利用機(jī)翼和機(jī)身遮蔽部分發(fā)動機(jī)噪音，還能削弱發(fā)動機(jī)艙產(chǎn)生的激波對整機(jī)特性的影響，確保機(jī)身下方平滑的“聲學(xué)輪廓”不被破壞。

應(yīng)用道阻且長

雖然X-59試驗(yàn)機(jī)已完成首飛，但其未來研究和應(yīng)用之路仍然漫長。

一是技術(shù)驗(yàn)證的不確定性。X-59試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行了大量風(fēng)洞試驗(yàn)和數(shù)字仿真訓(xùn)練，但真實(shí)飛行環(huán)境遠(yuǎn)比實(shí)驗(yàn)室復(fù)雜。該機(jī)能否在各種大氣條件和不同飛行參數(shù)下穩(wěn)定達(dá)到預(yù)期的靜音效果，仍待首飛后的系列測試進(jìn)一步驗(yàn)證。另外，其外部視覺系統(tǒng)的可靠性和適用情況也需要在實(shí)際飛行中進(jìn)行測試。

二是經(jīng)濟(jì)考量。未來基于X-59試驗(yàn)機(jī)衍生出的商業(yè)客機(jī)能否實(shí)現(xiàn)盈利仍是未知數(shù)。其運(yùn)營成本、載客量、航程與票價(jià)之間的平衡，決定其最終能否長期投入使用。

盡管如此，X-59試驗(yàn)機(jī)試飛成功，讓外界看到靜音超聲速飛行的可能。未來其試飛計(jì)劃將持續(xù)數(shù)年，相關(guān)測試數(shù)據(jù)提交管理機(jī)構(gòu)的過程可能更漫長。當(dāng)音爆聲不再像雷鳴一般，飛行變得更加安靜時(shí)，超聲速飛行時(shí)代可能才真正宣告到來。

本文轉(zhuǎn)載自公眾微信號：中國國防報(bào)

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