为减弱音爆而设计的飞机
NASA的X-59——一架由Lockheed Martin Skunk Works在该机构Quesst任务下开发的独特的尖头实验飞机——正在向一系列试飞迈进，这些试飞最终可能改变管理商业超音速航空的规则。NASA宣布将在X-59计划进行第二次飞行后召开媒体电话会议，届时机构领导层、Quesst任务代表和飞机的试飞员将讨论他们从早期飞行测试中学到的内容。
X-59的核心任务在概念上看似简单，但在工程上极其困难：重新设计超音速飞机，使其产生的音爆显著减弱，产生NASA所描述的音响——一种低水平压力波，大约与汽车门关闭声一样明显——而不是导致监管机构在1970年代禁止商业超音速飞行越过陆地的破坏性、震撼窗户的音爆。
为什么音爆禁令仍然重要
当协和飞机在2003年退役时，商业超音速航空对大多数乘客来说实际上已经结束。在其整个运营生命中，该飞机仅限于跨大洋路线，因为在人口密集的陆地地区进行超音速飞行在大多数国家（包括美国）都是非法的。FAA在1973年禁止了陆地超音速商业飞行，理由是音爆对飞行路径下社区的破坏性影响。
这种限制大大降低了任何超音速客机的商业可行性。时间节省最值得的路线——美国跨大陆飞行、欧洲到亚洲的走廊——恰好是必须进行陆地飞行的路线。在没有监管变化的情况下，任何新的超音速客机都将面临与协和飞机相同的地理限制，使其市场仅限于一组有限的溢价跨洋路线。
改变这种情况需要说服监管机构修改他们的标准——为了做到这一点，监管机构需要证据证明更安静的音爆存在，并且公众认为它是可以接受的。这正是X-59和Quesst任务旨在提供的。
X-59如何塑造声音
X-59通过管理冲击波形成和相互作用的空气动力学特征实现其静音超音速特性。当飞机超过音速时，它会产生冲击波，这些冲击波通过大气传播，并在地面水平合并以产生熟悉的双爆。强度取决于飞机产生的冲击波模式。
X-59的针状鼻子——在总长99英尺的飞机上约94英尺长——的设计目的是破坏这种合并。通过沿着更长的飞机机身延伸冲击波，并塑造机身和机翼以防止波合并，该设计在地面产生了更弱、更分散的压力特征。发动机在机身上方的放置通过屏蔽下方的排气冲击波进一步降低了音爆。
NASA预计，结果噪声水平应该在地面上为75分贝——远低于传统超音速飞机产生的90多分贝。75分贝对沿飞行路径的社区是否可以接受最终是一个社会和政治问题，与技术问题一样，这就是为什么Quesst任务包括在美国多个城市计划的社区噪声接受研究。
通向监管变化的路径
如果X-59的试飞证实其音响特征与模型预测的一样安静，NASA计划在选定的社区进行示范飞行，并收集有关居民如何感知声音的系统数据。这些数据将被提交给FAA和国际民用航空组织作为支持新超音速噪声标准的证据。
如果提出令人信服的证据证明已经开发了更安静的飞机，FAA已表示对修改其陆地超音速禁令持开放态度。United Airlines已向Boom Supersonic订购了超音速飞机。商业超音速复兴在很大程度上取决于监管框架是否发展到允许陆地路线——X-59的第二次飞行是建立该监管论点的重要早期步骤。
本文基于NASA的报道。阅读原始文章。
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