NASA重燃超音速客机之梦 前途未卜

　　这或许注定了超音速飞机的命运。无论怎样的设计，都逃不开“体积小，发动机大，机身和翼展不成正比”的尴尬。过去的数据揭示了客机要取得商业成功所必须遵循的设计参数。“事实证明数十年主导市场的客机做得都不错，比如波音787系列大飞机安全系数就非常高。”Bejan表示。

　　美国航天局(下称“NASA”)在当地时间2月29日向洛克希德·马丁公司资助2000万美金研发商用超音速客机，这也是英法合造“协和号”超音速客机在2003年退役后首次启动的超音速客机制造计划。这也是NASA“X-planes”系列计划中的一部分。

　　按照这份价值2000万美元的合同，由洛克希德·马丁领衔的一个团队将在17个月内完成一款低音爆超音速示范客机的初步设计。计划一经完成，飞行时间将被大大缩短，乘客将不用忍受拥挤漫长的旅途，6小时左右即可抵达地球上的任何一座城市。

　　NASA相关负责人Charlie Bolden在周一的新闻发布会上表示，当飞机时速超过767.269英里时，便会产生恼人的轰鸣声，由此，一般而言超音速飞机的飞行在美国是被禁止的。NASA此次希望制造一个更为“安静”的超音速飞机。如果超音速飞行足够安静，也许会更大范围地投入使用，这将为乘客的出行带来极大的便利。

　　然而，新型超音速飞机却很难逃出协和号失败的阴影。

　　NASA资助的这项研究将专注于确保飞机穿越音障时产生的噪音能够比原先的高速飞机大大降低。此前协和号超音速飞机由于穿越大西洋飞往美国上空时的速度无法超过音速，大大限制了其目的地的范围。

　　70年前，美国空军上尉查尔斯-耶格驾驶贝尔超音速X-1火箭飞机在1万2800米的高空飞行时，速度达到1278公里/时，也实现了人类首次突破音障的壮举。该飞机当时也是由NASA资助研发。而如今NASA带着70年的传承和使命，投入更加安静的民用超音速客机的研发。事实上，NASA和洛克希德在超音速飞机技术方面的合作已经长达10年之久。

　　此次洛克希德将在改变飞机结构上下功夫，从而能够扩散飞机在追赶音波过程中产生的冲击波，这就需要飞机有细长如针的身形。

　　2003年退役的协和号超音速客机的最高时速为音速的两倍，能够实现3个半小时从伦敦飞往纽约。但由于运营成本过高，协和号在服役30多年后被迫退役。因此，控制成本同样将成为NASA研发新机型的一大障碍。“别想着英国居民就马上能够四小时飞到美国参加会议，比超音速技术挑战更大的是成本。”弗吉尼亚州Teal Group的航空分析师Richard Aboulafia在一份研究报告中这样写道。

　　运营成本高来源于两方面因素：其一，要飞得更快意味着要消耗更多燃料；其二，飞机细长的针形结构将大大限制乘客数量。“这就意味着适飞航线可能全部都是头等舱乘客，而极少数航线能负担得起全头等舱乘客。”

　　油耗高也是一大问题。目前的亚音速冲压发动机燃料是航空煤油，超音速飞机以航空煤油或者烃类作为燃料，更为先进的高超音速燃料则使用碳氢燃料或者液氢燃料。只有这样才能保持发动机内的流速始终保持超音速。1973年和1979年两次石油危机爆发，飞机燃料价格猛涨，令协和号遭受重创。“油耗多载客少”成为超音速飞机难以突破的屏障。

　　不过NASA认为科技的进步是永远不会对成本敏感的，超音速商务客机有朝一日定能实现。NASA“X-planes”系列计划于2020年进行飞行测试。

　　如果说成本可以不计较，那么安全性是永远无法避讳的。2000年7月25日，法航一架载有100名乘客以及9名机组人员的协和号超音速飞机在巴黎市郊坠毁，机上人员全部遇难。业界对协和号的设计提出质疑。

　　杜克大学机械工程和材料学教授Adrian Bejan在一项研究长达20年的物理定律中解释了飞机设计与自然界生物的类似之处。他得出的结论通俗地解释就是：“飞机越大越安全。”研究运用了大量历史数据的分析，建立起飞机质量和速度的比例模型。该模型显示自然界大多数动物都能遵照相同的斜率参数运动，普通飞机也在该斜率上，不过协和号飞机的数值是偏离该斜率的。“这就注定了协和号的失败，因为它的设计没有遵从自然规律。”Bejan团队得出这样的结论。

　　这或许注定了超音速飞机的命运。无论怎样的设计，都逃不开“体积小，发动机大，机身和翼展不成正比”的尴尬。过去的数据揭示了客机要取得商业成功所必须遵循的设计参数。“事实证明数十年主导市场的客机做得都不错，比如波音787系列大飞机安全系数就非常高。”Bejan对《第一财经日报》记者表示。

　　法国民航空管局负责人Rafael Guillet向记者透露：“当年协和号超音速飞机失事的原因是起飞时跑道上有一块其它飞机遗留下来的金属碎片，导致其起飞后坠毁。但是这无法阻止人类对更高飞行速度的追求，哪怕代价更加昂贵。所以超音速飞机有它存在的市场，就好像人类进入太空的努力一样。”但是如何制造一款商业化的飞机并能够使得它盈利，却是另一回事。Guillet向《第一财经日报》记者介绍：“欧洲人在协和号飞机身上学到了很多经验和教训，被用于现在空客飞机的设计上。这说到底是整个欧洲的大战略，现在人们越来越期待中国的航天计划。”

　　事实上，中国自主研发的超音速教练机“猎鹰03”号2009年6月就已经在南昌首飞成功。该飞机融合了多项先进航空技术，并有望实现量产。2015年9月，中国航空新闻网报道称，我国试飞中心又有某新型超音速测试机试飞成功，飞行速度和高度远超其它试飞机型。从报道对该机型的飞行状态描述来看，和SR-71“黑鸟”十分类似。