Boom Supersonic实现了没有音爆的超音速飞行
Boom Supersonic实现了没有音爆的超音速飞行
Boom Supersonic公司最近通过其XB-1演示飞机成功突破音障，最大的亮点是在"无轰鸣声"巡航过程中，地面上没有人听到响亮的音爆。这一突破为超音速飞行的商业化应用带来了新的希望。
自20世纪70年代中期协和号飞机以超过2马赫（约合1354英里/小时或2180公里/小时）的惊人速度运送商业乘客横渡大洋以来，超音速飞行就风靡一时。问题是，超音速飞行意味着一定会产生音爆。虽然当你在航展上听到你最喜欢的美国空军或海军战斗机飞过时，它们听起来可能很酷，但事实上，破碎的窗户、受惊的宠物和牲畜，以及其他令人讨厌或破坏财产的东西就没那么酷了。美国联邦航空局在1973年民用超音速飞行尚未出现时，就已经将喷气式飞机的飞行速度限制在亚音速。
初创公司Boom Supersonic的使命是生产一种名为"序曲"（Overture）的商用超音速喷气机，这种喷气机可以将横跨美国的飞行时间缩短90分钟，或将横跨大西洋的飞行时间缩短一半。
Boom公司的XB-1验证机于2024年3月首飞。2024年10月，XB-1以超音速飞行。而就在两周前，XB-1才首次突破音障，在加利福尼亚莫哈韦沙漠上空试飞时达到1.122马赫。在XB-1之前，还没有其他自主研发的喷气式飞机突破过音障......而且该公司在试飞时地面上没有听到任何音爆。
Boom Supersonic公司创始人兼首席执行官布莱克-烁尔（Blake Scholl）说："XB-1在首次超音速飞行中三次突破音障--没有发出爆鸣声。这证实了我们长久以来的信念：超音速旅行可以是经济实惠、可持续的，而且对机上和地面的乘客都很友好。"
XB-1使用一种专门为Overture设计的涡扇推进系统，名为"交响"。它是一种不使用后燃烧器的双蜗壳中旁路涡轮风扇，起飞时可产生35000磅（15876千克）的推力和维持1.7马赫的速度。
根据Boom网站的介绍，"与亚音速涡轮风扇不同，这种新型推进系统将包括一个由Boom设计的轴对称超音速进气口、一个可变几何形状的低噪音排气喷嘴和一个被动冷却的高压涡轮"。
这种设计使XB-1能够在3万英尺（9144米）以上的高空突破音障，这就是所有这些重要部件发挥作用的地方。就在3万英尺左右，空气密度和温度的变化产生了一种被称为马赫截止物理学的现象。
当飞机（或任何物体）的速度超过被称为1马赫的声速时，这个速度会因高度、温度和气压的不同而发生巨大的变化：在海平面的额定大气条件下为767英里/小时（1235公里/小时），而在35000英尺（10668米）的高度则低至660英里/小时（1062公里/小时）--它会产生一个向外和向下传播的冲击波......除非超过约30000英尺的"马赫分界线"，否则冲击波会向上反弹，消散在大气中。
早在20世纪30年代，西奥多-冯-卡尔曼（Theodore von Kármán）等空气动力学家就已经开始建立冲击波传播的理论模型，以及大气条件如何影响音爆。1947年，当老查克-耶格尔驾驶X-1号飞机突破音障时，他的速度超过了人类的飞行速度，科学家们也因此对音爆的传播方式有了更深入的了解。到20世纪60年代，人们已经对高度、温度和风层如何影响冲击波折射有了相当深入的了解。
如果我们很早就知道这一点，为什么不早点行动呢？这是因为效率和技术组合还不太合适。例如，协和式飞机依靠其涡轮喷气发动机的强大动力，通过后燃烧达到2马赫的速度，因此无法保持在马赫数范围内。
如今，随着自动飞行控制、大气建模等技术的发展，以及效率更高的发动机设计的出现，让美国国家航空航天局（NASA）、洛克希德（Lockheed）和现在的Boom等公司正在将这些先进技术投入实际应用，以使更安静、更快速和更可持续的超音速飞行成为可能。
日本航空、美联航和美国航空已经向Overture下了总共130架飞机的订单。同样，Boom公司已经在北卡罗来纳州格林斯博罗建造了Overture超级工厂，预计每年将生产多达66架飞机。