北京時(shí)間2月18日消息,到2044年,核聚變發(fā)電廠將為我們的城市提供能源,時(shí)髦的汽車可能都要靠電力驅(qū)動,醫(yī)生也可能會使用基因編輯技術(shù)來治療失明。但是大多數(shù)民用飛機(jī)可能仍然會以半個(gè)世紀(jì)前的速度飛行:每小時(shí)550到600英里(約966公里)。
超音速飛行指的是飛行速度超過聲速(768英里/小時(shí)),它能大大縮短飛行時(shí)間。在2003年隨著窄型協(xié)和式飛機(jī)的退役,超音速飛機(jī)的影響力正在下降。協(xié)和式飛機(jī)在美國和歐洲的之間以1300英里/小時(shí)的速度飛行了27年。史密森尼學(xué)會(Smithsonian Institution)國家航空航天博物館航空部門主席鮑勃范德林登(Bob van der Linden)在接受采訪時(shí)表示:“它失敗了,這是一個(gè)技術(shù)奇跡,但運(yùn)營成本太高?!?/p>
2003年協(xié)和式飛機(jī)退役
盡管一些雄心勃勃的超音速初創(chuàng)公司可能會在未來幾十年里成功復(fù)興小型超音速商用飛機(jī),但在未來25年乃至更長的時(shí)間里,面向大眾的商用飛機(jī)不太可能發(fā)生太大變化。因?yàn)榻裉斓膫鹘y(tǒng)航空模式是有效的,是有利可圖的,而且是安全的。
威斯康星大學(xué)密爾沃基分校(University of Wisconsin-Milwaukee)專攻空氣動力學(xué)的機(jī)械工程教授Ryo Amano在接受采訪時(shí)指出:“改變飛機(jī)形狀的空間并不大,因?yàn)槲覀冃枰獧C(jī)翼和圓形機(jī)身的存在?!?/p>
空客A380
注定改變的是效率
范德林登認(rèn)為:“你會看到飛機(jī)變得更有效率,任何突破都是為了提高效率。”這意味著減少燃料消耗,從而提高航空公司的利潤。當(dāng)前以波音787和空客380為代表的新型飛機(jī)使用的是更輕的“復(fù)合材料”,而非更重的老式金屬,裝備了新型的、更高效的發(fā)動機(jī),因此它們消耗的燃料更少。
Ryo Amano指出:“你不會看到太多的變化,但是在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部有很大的改善?!?/p>
超音速的障礙
航空專家們達(dá)成了廣泛的共識:超音速飛行將縮短飛行時(shí)間。想象一下,從紐約到洛杉磯只需2.5小時(shí)的航程,從倫敦到紐約只需3.5小時(shí)以內(nèi)的航程。正如協(xié)和式飛機(jī)所證明的那樣,高速引擎和空氣動力學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)確實(shí)存在。但這個(gè)領(lǐng)域也有許多難以逾越的障礙。
傳統(tǒng)的飛機(jī)可能會飛得慢一些,但它們是賺錢的。相比之下,飛行速度越快消耗的燃料就越多。這意味著機(jī)票會更貴。即使超音速飛機(jī)真的投入運(yùn)營,它也只可能是專為富裕人群設(shè)計(jì)的小型飛機(jī)。。
像Boom這樣的初創(chuàng)公司進(jìn)入航空業(yè)是件令人敬畏的事情。但是,與汽車行業(yè)一樣,他們不僅需要數(shù)十億美元的投入,還必須向機(jī)警的聯(lián)邦航空管理局(FAA)證明,自己的超音速飛機(jī)極其安全。
除了財(cái)務(wù)上的障礙,超音速飛機(jī)還必須應(yīng)對環(huán)境問題。為環(huán)境監(jiān)管機(jī)構(gòu)提供技術(shù)和科學(xué)分析的國際清潔運(yùn)輸委員會(International Council on Clean Transportation)最近發(fā)布的一份報(bào)告估計(jì),到2035年,全球2000架超音速飛機(jī)編隊(duì)將向大氣中排放大量的碳。環(huán)保部門勢必采取限制措施。
新型超音速飛機(jī)
對于Boom、Aerion和其他公司的新型超音速飛機(jī)來說,當(dāng)前在陸地上空進(jìn)行類似飛行仍然是非法的,但美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)可能會為新型超音速飛機(jī)再次在陸地上空飛行打開大門。因?yàn)槊绹?lián)邦航空局正在考慮有關(guān)噪音認(rèn)證的規(guī)定和超音速飛機(jī)的其他規(guī)定,當(dāng)然政府確定的噪音水平還需要美國陸地居民接受。
2018年,NASA開始研制一種典型的超音速飛機(jī),被稱為X-Plane。這個(gè)耗資2.475億美元的項(xiàng)目預(yù)計(jì)要到2021年才能啟動,但當(dāng)它啟動時(shí),這艘94英尺(約28.7米)高的測試飛行器將在美國的社區(qū)和城市地區(qū)上空翱翔。這是一個(gè)實(shí)驗(yàn):創(chuàng)新設(shè)計(jì)帶來的航空業(yè)繁榮是否足夠安靜,能讓市民承受?
美國宇航局關(guān)于超音速飛機(jī)的概念機(jī)型
NASA當(dāng)然有可能會成功。他們有一大群航空專家正在研究這個(gè)項(xiàng)目,他們也有能力提出一些有趣的想法,比如飛機(jī)的外殼可以微妙變化,以抑制聲波爆炸。如果一切順利,NASA的實(shí)驗(yàn)飛機(jī)將把音爆變成無聲的重?fù)簟?/p>
美國宇航局超音速概念機(jī)型飛越阿姆斯特朗飛行研究中心
即使美國國家航空航天局(NASA)成功了,這種飛機(jī)也要達(dá)到FAA的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。但這是值得航空公司追求的目標(biāo)嗎?現(xiàn)在看起來還無法確定。
速度之外的因素
雖然25年后,大多數(shù)客機(jī)仍將以600英里的時(shí)速在天空飛行,但這并不意味著航空旅行不會實(shí)現(xiàn)其他質(zhì)的飛躍。
未來10年,以電池為動力的飛行出租車可能成為現(xiàn)實(shí),它們將成為縮短城市短途旅行時(shí)間的小型飛機(jī),“屆時(shí)人們會乘電動飛機(jī)去布魯克林或澤西城的中央公園——這非常令人興奮?!?/strong>
航空業(yè)對全電動商用飛機(jī)也有相當(dāng)大的興趣。Amano表示:“這是理想的主意,我們將因此節(jié)省大量燃料。更重要的是,有許多電動飛機(jī)初創(chuàng)公司正在穩(wěn)步取得進(jìn)展,改進(jìn)現(xiàn)有的飛機(jī),并為測試做準(zhǔn)備?!?/p>
波音737 Max
但最終,無論飛機(jī)是使用內(nèi)置電池還是昂貴的燃料,這些飛機(jī)的時(shí)速都可能大多維持在20世紀(jì)中期的水平。雖然以超音速飛行是“驚人的”,但人們信賴的、壽命長、老派的客機(jī),只有在經(jīng)過幾十年的服務(wù)之后才會被更輕、效率更高、內(nèi)飾更方便的飛機(jī)所取代。
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