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更安静、更快、更强大:下一个喷气式飞机时代即将到来
信贷:繁荣超音速

人类飞行正处于第二次复兴的边缘,新技术迎来了一个更快、更安静的客机时代。尽管协和式超音速喷气式飞机在40多年前就已问世,但其商用飞行速度却惊人一直停滞不前(甚至倒退了)。但美国宇航局和喷气式飞机初创公司的新突破表明,创新终于回归航空旅行。

NASA正在研究安静的超声波技术这样就可以将不可避免的音爆压制成“柔和的撞击声”。与此同时,他们发现了新的技术将现有飞机的噪音降低70%以上这可能会改善机场附近的生活质量,并减少噪音投诉。与此同时,三家美国初创公司正在努力重振商业超音速旅行,它们采用更轻更坚固的材料,更安静的设计,以及更清洁更高效的引擎。他们希望在本世纪20年代中期向航空公司交付他们的第一架飞机。

协和式飞机从纽约飞往伦敦的飞行时间只有今天的一半,但这是他们唯一盈利的航线。

协和式飞机从纽约飞往
只需今天一半的时间,
但这是他们唯一赚钱的路线。资料来源:Wikimedia / Spaceaero2

禁止繁荣

1976年,协和式飞机作为世界上第一架超音速商用飞机首次亮相,在接下来的27年里,它一路蹒跚前行,就像一个创新偏离方向的警示故事。即使在正常速度下,飞机也会发出非常大的声音,尤其是在起飞和降落的时候,但这种震耳欲聋的音爆是完全无法忍受的。

公众对噪音的反对导致联邦航空局首先禁止超音速飞机在陆地上空飞行实际上,美国在全国范围内将速度限制在1马赫(或767英里/小时)。*

速度限制意味着协和式飞机只能在越洋飞行时达到超音速,极大地限制了它的潜在市场。有限的航线,低效的引擎,过重的重量,以及15000美元的票价,这些因素加在一起注定了这个项目的失败它呜咽着消失了(不是繁荣)。

自1980年以来,包括票价和通货膨胀因素在内的票价已经下降了近50%。

自1980年以来,包括票价和通货膨胀因素在内的票价已经下降了近50%。资料来源:美国航空公司/美国交通部

踩刹车而

协和式飞机可能永远不会成功,但美国联邦航空局犯了一个很大的错误——禁止所有用超音速飞行来解决噪音问题。通过设置速度限制而不是噪音限制,联邦航空局终止了本可以开发更安静的超音速技术的研究和投资。

自20世纪70年代以来,航空旅行领域一直在进行创新,但这都是为了削减成本,而不是提高产品质量。这给消费者带来了巨大的利益现在的飞行成本只有当时的一半

但这也意味着基本上每个人的航班都会变慢。今天,最快的商用飞机仍然是波音747的主力机型,最大速度约为0.8马赫(约660英里/小时)。但大多数飞机的飞行速度不会接近它们的最高速度,因为飞行速度慢可以节省燃料。对于一家大航空公司来说,即使是在航班上增加几分钟的时间,也能节省一大笔钱,而顾客根本不在乎多出来的几分钟。

因为飞行时间的差异受到FAA速度限制的限制,航空公司很难在速度上竞争,但很容易在价格上竞争,这导致了飞行时间的稳步增长。作为一个结果,如今,同样的飞行时间比40年前更长。在20世纪70年代,乘坐普通的亚音速喷气式飞机,从纽约飞到休斯顿只需要两个半小时;今天,它需要将近四个小时。

换句话说,你可能会花几千美元买一个商务舱的座位,但你总能得到经济舱的速度。

飞行员吉姆·莱斯(Jim Less)是美国宇航局“低爆”超音速飞行研究小组的一员。

飞行员吉姆·莱斯(Jim Less)是NASA团队的一员
致力于“低爆”超音速飞行
研究。来源:NASA / Maria Werries

改变游戏规则?

有迹象表明,这种情况即将发生改变。美国国家航空航天局(NASA)和洛克希德·马丁公司(Lockheed Martin)目前正在研究一种安静的超音速喷气机的设计,这种飞机可以抑制打破音障时产生的巨大轰鸣。在一个最近的演示在美国,“轰”声从刺耳的“烟花爆炸”声音减弱为“翻斗卡车在坑洞上颠簸”的声音。(留意0:41的“砰砰声”和2:31的“砰砰声”。)

NASA和洛克希德计划在德克萨斯州加尔维斯顿用他们的原型进行实验为了测量分贝,并就居民对这些“声音重击”的感受进行民意调查。如果这些测试进展顺利,美国联邦航空局计划最终将速度限制修订为噪音标准,首次允许超音速飞机在陆地上空飞行。

这里的一个问题是超音速飞机总是比普通飞机噪音更大,而且欧洲希望机场的噪音标准比美国更严格。但美国宇航局的技术或许也能解决这个问题,通过大幅降低现有飞机的噪音。通过改造轮井、起落架和翼旗,NASA的工程师们能够将飞机降落和起飞时的噪音降低70%以上,这对于允许一些噪音更大的超音速喷气机来说也是一个可以接受的折衷。

第三步:利润?

美国初创公司Aerion Supersonic、Spike Aerospace和Boom Supersonic都急于在21世纪20年代中期开发出安静的超音速飞机。Aerion有优势,因为它得到了洛克希德公司和NASA的支持,但Boom表示,它已经有超过75个航空公司的预定订单它的第一个55座喷气机设计。他们相信技术已经进步到这样的程度,超音速甚至可以在跨洋飞行中盈利,但真正的商业成功可能取决于联邦航空局是否废除其陆上速度限制。

因为只有一次商业超音速的尝试(15年前就失败了),没有人确切知道现在的需求会是什么样子。但更广泛的航空旅行市场与联邦航空局首次禁止超音速飞行时大不相同。1973年,美国国内飞行次数达2亿次;2017年,这一数字为8.5亿。在70年代早期,不到一半的美国人坐过飞机;如今,我们中有一半人坐飞机每年在世界范围内在美国,这一变化甚至更为显著:航空旅客数量增长了近10倍,从1973年的4亿人次增至2017年的39亿人次。

商业飞机速度的过去、现在和未来(希望如此)。

过去,现在,还有(希望如此)
商用飞机速度的未来。

然而,尽管需求出现了爆炸式增长,如今最快的飞机实际上比1960年问世的协和式飞机之前最快的飞机要慢。喷气式飞机时代刚刚进入8年,基本产品就达到了顶峰(只有一个小而不幸的例外)。如今,商务舱的乘客愿意为平躺的座位、热毛巾和登机前的饮料等琐碎的舒适服务付出高昂的代价,因为航空公司只能靠这些来竞争;Spirit和Frontier的飞机到达目的地的速度将和达美航空和联合航空一样快(维修延误除外)。

Boom认为,在追求速度的精英旅行者中,有大量被压抑的需求,他们有一个以具有竞争力的价格提供服务的计划。他们预测,门票乘坐他们的飞机进行一次跨大西洋往返旅行的费用大约为5000美元,比协和飞机低得多,相当于现在普通商务舱的票价。超音速显然将以豪华服务起家,但如果它有利可图,创新和竞争也有望提高其他所有人的标准。

*也有一个物理问题这意味着在0.8-1.2马赫之间的“跨音速”速度是非常动荡和不稳定的,所以不值得飞得比0.8马赫快得多,除非你要超过它达到超音速,比如协和式飞机的2马赫。

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