你相信吗?未来坐上超音速客机,北京飞上海,可能只需半小时。近日,在江苏无锡刚刚落幕的中国航空科学技术大会上,超音速客机成为了2026年度航空领域的重大科技问题的焦点。中国团队正在集中攻关,目标是在未来实现“北京-上海半小时可达”。
国际上NASA的X-59已完成低声爆超音速试飞,国内天目山实验室验证机也将于今年年底冲刺超音速试飞。可能很多人会疑惑,超音速战斗机技术已经很成熟,为什么不能直接拿来用于民航?从军用到民用,还有哪些技术瓶颈?
超音速客机,有哪些技术瓶颈?
超音速飞机,简单说就是飞得比声音还快的飞机,一般要达到声速的1.5至2.0倍。
声音在空气中传播的速度大约是每秒340米。
传统民航客机的飞行速度大约每小时900公里,只有声速的八成左右。军用的超音速战斗机擅长短跑,能短时间加速冲刺突破音速。但是如果要改成民用客机,必须要做到长时间超音速续航,对发动机和油耗的要求更高。
还有一个绕不开的技术瓶颈—声爆。
飞机飞行时,发出的声音也在向外传播,声波就像一个包裹着飞机的球体不断向外扩散,飞机相当于带着自己的声音在跑。
当飞机的速度接近音速,飞机和声波齐头并进,就会出现一个问题,前方的声波来不及散开,空气不断挤压堆积,就形成了一道无形的屏障,也就是
音障
。当飞机继续加速冲破这道屏障,机身周边就会产生强烈空气冲击波,传到地面就是我们听到如同爆炸一般的响声,这就是
声爆
。
上世纪60年代,英国航空的协和超音速客机横空出世,速度是现在民航客机的两倍多,速度快到能在飞机上追着太阳看日出。但它产生的声爆听觉响度超过了100分贝,地面的人听着就像是打雷,声爆产生的冲击波还会让窗户剧烈抖动,甚至震得玻璃开裂。所以,人类的第一代超音速客机在2003年就全部退役。
为什么战斗机早就超音速,民航却“慢半拍”?
答案不在“能不能飞”,而在“能不能长期、经济、合规地飞”。
任务剖面不同:战斗机常以亚音速巡航、短时超音速冲刺(多款战机已实现超音速巡航),为战斗而生;而超音速客机需要在高空长时间维持1.5–2马赫的巡航,对发动机、结构与热管理提出持续高负荷要求。
推进系统差异:战斗机普遍使用带加力燃烧室的发动机,短时推力巨大但油耗极高;民航客机需要不加力、可持续的超音速巡航推力,且要满足噪声与排放限制,技术难度远高于“能飞一次”。
气动与结构代价:超音速飞行带来更强的激波与气动加热,需要更薄的机翼、更复杂进气道与耐高温材料,这会牺牲起降性能、载重与航程,并显著提高制造与维护成本。
法规与社会接受度:自1970年代起,美国等国家禁止或严格限制陆上超音速飞行,核心原因是超音速飞行产生的“音爆”对地面造成强烈噪音干扰,民航必须满足适航与噪声标准。
换句话说,超音速客机的难点不是“突破音障”,而是“把音爆压下去、把油耗降下来、把合规做起来”。
历史上仅有两款超音速客机投入商业运营:英法联合研制的“协和”超音速客机(Concorde)与前苏联图-144客机。它们证明了技术可行,也暴露了商业不可持续:音爆限制航线、经济性不足、环保与安全压力。
这也正是今天全球新一轮超音速客机研发要正面破解的“必答题”。