只需半小时就能完成北京到上海的跨城飞行,巡航速度达到2马赫,这不是科幻电影,而是国内航空科研项目传来的最新消息——根据环球时报9月16日的报道,天目山实验室研发的TMS-10低声爆验证机,已经完成风洞试验、飞控设计与机体制造,整机进入总装收尾阶段,计划在2026年底开展超音速试飞,目标攻克困扰全球几十年的音爆难题,未来有望把京沪航线的空中时间压缩到半小时左右。
这是一个让人精神为之一振的消息,也是宣告中国正式加入新一代超音速客机的全球研发竞赛。
不过超音速客机可不是那么好造的,迄今唯一投入商业运营的协和号超音速客机,后来由于运营不佳而停产倒闭,这使得全球超音速客机的研制一度陷入停滞,但是人类追求更快速度的目标是不变的,空中交通的效率还有待提高,当然在速度方面也还会提升,所以超音速客机终归还是要重现蓝天的。
很多人不知道,早在上世纪,人类就已经造出了超音速民航客机。英法联合研发的协和客机、苏联图-144都实现过商业运营,协和同样可以做到2马赫巡航,当年跨大西洋航线从伦敦飞到纽约只需要3小时。
但这两款机型最后全部退出市场,2003年协和客机永久停飞,超音速民航时代就此中断。压垮协和最核心的难题就是音爆,协和飞行时产生的音爆超过100分贝,如同近距离炸雷,冲击波传到地面会震动门窗,甚至震裂玻璃,各国因此禁止它在陆地空域超音速飞行,只能在大洋上空全速飞行。
除此之外,燃油消耗巨大、维护成本高昂、票价极其昂贵,普通旅客根本消费不起,多重短板叠加,让初代超音速客机只能沦为少数富豪的专属交通工具,无法大规模普及。
时隔二十多年,全球重新开启超音速客机赛道。美国NASA研发X-59低声爆验证机,目标把地面音爆控制在75分贝,美国民营航空企业Boom也在推进Overture超音速客机项目,计划2029至2030年投入商用,设计巡航速度1.7马赫,载客60到80人。
和欧美项目并行,我国TMS-10验证机走出了一条不一样的技术路线,采用三翼面加T尾的气动布局,重新调整飞机外形,打散飞行时形成的空气冲击波,目标将地面音爆控制在80分贝以内,大幅降低超音速飞行对地面居民的噪音干扰,避开协和客机当年的致命缺陷。
2马赫大约等于每小时2450公里,是现在普通民航客机速度的两倍多。不少人会疑惑,战斗机早就可以超音速飞行,为什么民用客机研发难度这么大?战斗机只需要短时间冲刺突破音速,而民航客机要长时间稳定保持超音速巡航,对发动机、机身材料、热防护系统都是严苛考验。
高速飞行时,机身和空气剧烈摩擦,机体表面温度会快速升高,普通铝合金材料会受热软化,TMS-10选用新型陶瓷基复合材料,耐高温、轻量化,专门应对高速飞行带来的气动加热问题。
动力系统采用涡轮冲压组合发动机,低速阶段依靠涡轮发动机完成起降,进入高空之后切换冲压模式,兼顾起降安全和高速巡航性能,实现全速域高效运转。
但我们也要理性看待,年底试飞的是验证机,不是直接投入运营的客运大飞机。TMS-10现阶段定位是技术验证平台,用来验证低声爆气动设计、飞控系统、热防护等核心技术,并非面向大众的量产客机。
就算本次试飞顺利,后续还要经过漫长的测试、适航认证,距离普通人买票坐上超音速客机,还有很长一段路要走。这款机型初期定位偏向高端商务出行,载客量不大,不会像现在的波音、空客大客机一样一次性搭载几百名乘客。
超音速客机的研发,不只是缩短出行时间,更是一场航空产业话语权的争夺。上一轮超音速客机研发的相关规范、适航标准基本由欧美主导。这一轮低声爆超音速民航的技术体系,全球各国都在抢跑,谁率先完成技术验证,谁就能参与制定未来低空爆超音速飞行的国际规则。
从产业层面看,这项研发带动的是一整条产业链升级,先进复合材料、新型航空发动机、高精度空气动力学仿真、智能飞控系统,这些技术未来可以反哺常规民航、通用航空、无人机领域,带来航空制造整体能力提升。
当然挑战依旧客观存在,除了技术攻关,还有空域管理、噪音法规、燃油经济性、碳排放等一系列现实问题,这些都是协和客机当年没能解决的难题,也是我国科研团队需要持续攻克的方向。
简单来说,这次年底试飞,代表我国在下一代民航赛道迈出关键一步,半小时京沪飞行不再只是想象,但从验证机成功试飞,到成熟商业航班落地,还需要一步一步扎实推进。
消息来源
:《环球时报》9月16日报道《北京飞上海仅需半小时,未来超音速客机有望实现》 https://m.toutiao.com/is/1Miz7vO_nJ8/ 1Miz7vO_nJ8` eRk:/ S@y.tR :7pm