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外形十分科幻,美国研制一低噪飞行器,将引发超音速客机革命

12月17日NASA宣布,其X-59静音超音速研究飞机(QueSST)已经通过重大项目审查,进入最终组装和系统集成阶段。如果一切顺利的话,该机将在2021年首飞。

虽然目前全球超音速客机研究计划林林总总,但X-59可能是其中最特殊的一个,因为该机应用了独特的低音爆技术。

虽然之前的英法“协和”超音速客机成功实现载客运营,但该机在整个服役生涯中都受到在陆地上空禁止超音速飞行的限制,因为该机超音速飞行时产生的强大超音速音爆不仅会扰民,还会对地面建筑物产生危害,例如震碎玻璃什么的。

这个限制大大制约了超音速客机的航班效率,想要绕开这个限制,唯一的办法就是降低音爆强度。

X-59为了降低音爆强度,采用了三翼面气动布局,并具有一个长而窄的机身,长长的鼻锥和船底机腹能够避免机鼻和机尾的两道激波合并,从而大幅削弱激波强度。与“协和”客机的105-110分贝地面感知噪音相比,X-59的地面感知噪音预测只有75分贝,大概相当于关闭车门的噪音。

X-59长29米,翼展9米,最大起飞重量14700千克,安装一台通用电气F414加力涡扇发动机,最大速度1.5马赫,并能在16800米高空以1.42马赫的速度持续巡航。为了降低成本并加快研制速度,该机的座舱、弹射座椅和座舱盖来自诺斯罗普T-38教练机,起落架则来自F-16。

低音爆气动外形让X-59做出了颇多妥协,如夸张的长机鼻阻碍了座舱前向视野,而采用可调机鼻又将导致重量和复杂性的上升,因此该机将采用增强型飞行视觉系统(EVS),由一台33°x 19° 视角的前向4K摄像机为飞行员提供视野,由另一台柯林斯EVS-3600多光谱成像系统来提供降落视野。

为了提供低音爆外形所需的光滑船底机腹,X-59只能把发动机进气口安装在机背,但涡流引起的进气气流变形将成为一个问题。

通过X-59的探路,下一代超音速客机可能会采用革命性的低音爆技术,从而彻底解除不能在陆地上空超音速飞行的限制。

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