历史上那些超音速客机

1976年投入运行的协和式超音速飞机,创下了从伦敦飞抵纽约仅耗时2小时52分钟59秒的航班飞行最快纪录。但是高昂的票价,加上唯一的一次失事,让协和号从此一蹶不振,载客量一直都严重不足,不得不在2003年全部退役。但是超音速飞行的梦想,一直没有远离航空企业的视线。

协和式的最高速度,达到了2.02倍音速,也就是2.02马赫。而根据最新披露的空客公司申请的新专利,这款新式飞机的巡航速度达到4.5马赫,这就意味着从伦敦到达纽约的时间可以缩短到一小时,而现在的直飞航班,飞行时间需要八个小时。

根据美国专利局公布的技术描述,这款飞机的专利技术包括了机身设计、机身两侧哥特式的三角翼,以及用于飞机动力的发动机系统。

为什么说是系统,因为要达到4.5倍的音速,普通的航空发动机已经没法达到这一要求。因此这款飞机采用了三套发动机推进系统。

其中,两台涡轮喷气发动机用于飞机的垂直起飞,在这两台发动机转换到与机身平行的位置之前,需要把飞机推进到音速,也就是1224公里/小时,这就已经超过了绝大多数民航班机的速度。

这当然还不够。在达到音速之后,一枚火箭引擎将帮助飞机达到三万米的高度,而一般的民航飞机只能飞到“三万英尺”,也就是一万米的高度。飞行高度越高,阻力也就越小。美国的号称“同温层堡垒”的B-52轰炸机,升限达到16800米,俄罗斯目前最先进的图-160战略轰炸机,最大飞行高度也不过16000米。

到达了三万米高度还没完,因为速度还不够。这时候机翼上的两台冲压发动机将承担把飞机速度推进到4.5倍音速(5500公里/小时)的任务。

(冲压发动机构造简单、重量轻、推重比大,但因没有压气机,不能在静止的条件下起动,只能在飞机高速飞行的时候工作,因此需要与其他发动机配合。)

当然这三套发动机系统都需要使用最高效的燃料,也就是氢燃料,只是在不同的系统使用的氢燃料形式有所不同。

但是超过音速并不是飞机自己的事。在协和飞机飞行的时候,就是由于超音速飞行产生的音爆,甚至能把地面上的玻璃震碎,因此被限制不得在大陆上、只允许在海面上超音速飞行。

不过空客在这次申请专利的时候特别说明,他们已经在机体的空气动力学上进行了专门的改进,解决了音爆的问题。

当然这架飞机也有缺点,就是比较小,最多只能做20个人。在空客的专利文件中,他们说明,在民用航空领域,他们这款飞机针对的还是商业飞行和VIP客户,这些人对于一天内往返两个大陆的需求最大。当然他们也并未排除这款飞机用于军事目的的可能性,利用它同样可以实现军力的快速投送。

可能他们是想的太多了。实际上美国军方也已经在研究快速投送兵力的方法。前一段时间,美国空军的首席科学家Mica
Endsley曾经透露,他们与国防部计划在2023年推出一款新式的超音速飞行器,可以在几分钟内实现跨洋飞行,不过这基本上就不是坐飞机,相当于是坐火箭了。

作为民用航空工具,他们可能还要把飞机的延误考虑进去,如果说从伦敦到纽约本来只要飞一小时,结果延误了六七个小时,这个意思就不大了。

当然我们看到这样的消息,重要的不是看到我们节省跨洋飞行时间的可能性,而是看到人类不竭的想象力和雄心,有了它,唯一可能战胜我们的,就只有时间了。(信息来源:私人飞机网)

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协和式飞机飞行图

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快速飞机设计图

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协和式飞机

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跨洋运兵飞行器想象图

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