最近几天,俄罗斯新型脉冲爆震发动机的问世让航空迷好一阵激动:虽然这是一款航天发动机,但同样能装在飞机上,让飞机以十倍音速飞行。
这是一项意义重大的突破,但实际上要从理论走向实用,还有很长的路。巨大的音爆和噪音,发动机燃烧室的设计也未成型。这都是有待解决的问题。
在过去的几十年中,世界上已经出现过不少超音速飞行器,不过速度远远达不到10倍音速(10马赫)。
1947年,美国试飞了人类第一架超音速飞机X-1,速度达到了1.06马赫。
目前,世界上最快的飞行纪录还是由美国的SR71黑鸟侦察机保持。
1976年,黑鸟在飞行中创下了3马赫速度的纪录,也就是1秒就能飞越大约1公里,这已经超过了步枪子弹的飞行速度,与短程弹道导弹的末端速度相当。
如今,各国空军都装备了超音速战斗机,而在民航领域,协和是唯一一款超音速客机,不过已经成为绝唱。
协和客机的外形透着欧洲设计的优雅;2马赫的巡航速度超过了地球自转的速度,“还没出发就已经到达”成为了最好的广告标语;在2000年的法航空难前,协和客机25年0事故,被称为最安全的客机。
但这些都不足以掩盖协和客机的一些硬伤。
耗油量高
协和飞机一次可满载95.6吨的燃油,但每小时却要消耗20.5吨;相较之下,波音747-400亚音速巡航时每小时耗油只有约12吨。
音爆过大
所谓音爆,就是物体运行速度接近音速时,会有一股强大的阻力,使物体产生强烈的振荡,速度衰减。这一现象被俗称为音障。突破音障时,由于物体本身对空气的压缩无法迅速传播,逐渐在物体的迎风面积累而终形成激波面,在激波面上声学能量高度集中。这些能量传到人们耳朵里时,会让人感受到短暂而极其强烈的爆炸声,称为音爆。
据业内专家描述,人们听到音爆的感受,就好比将轰轰的雷鸣声连起来,震耳欲聋。
音爆是超音速飞机不得不面对的问题。从其影响范围来看,飞机航线两侧40千米范围内下方的人都能听到音爆的巨响。
国际民航组织禁止民航客机制造出在地面上能听到的音爆。FAA(美国联邦航空管理局)则干脆禁止民航客机以1马赫以上的速度飞行。
这样的情况下,协和客机只能在对音爆没有要求的地方,也就是海洋上空以超音速飞行。
造价昂贵
协和客机之后,人类再无超音速民航客机的研制,原因就在于超音速飞机让航空公司难以盈利。高昂的维护成本(协和飞机飞行12000小时后,需要进行为期十个月的大修,每次费用达到一千万美元),油耗高,票价却只比普通飞机的头等舱略高一些,航线还会受到环保组织的各种限制。
不过人们对于超音速飞行的追求却始终没有停止。
今年7月,媒体曝出欧洲航天局正在研制一款新型发动机,能够让飞行器以5倍音速巡航,如此一来,人们从悉尼到伦敦,只需要4个小时的飞行。
而中国也在加紧超音速飞行器的研制,据报道,这款新型飞行器能够把乘客带入近地轨道,如果问世,会大大削减人们太空旅行的成本。
(编辑:超慧)
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