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民航飞机不能像高铁一样提速?难题有望破解

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随着高铁的速度不断被刷新,飞机是否会被部分取代的疑问不断被抛出来——民航飞机就不能像高铁一样提速吗?

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资料图:一架航班中景象。殷立勤 摄

要回答这个问题,或许只能靠传说中的超声速民航飞机了,其飞行速度,至少能够达到现役亚音速民航飞机的两倍。

按照中国航空研究院前沿技术研究部副总师、研究员徐悦的说法,新一代绿色超声速民航飞机一旦问世,将极大地缩短空中飞行和民航运输的时间,使国际间的经贸往来更为频繁和高效,让人们的生产生活和高速飞行完美融合。

徐悦说,历经数十年的发展,高亚声速民航飞机如波音系列、空客系列等已经相当成熟,在安全性、经济性、环保性等方面都已达到很高水平。不过,对于跨越大洲大洋的长距离航线来说,快捷性、舒适性方面的瓶颈难以突破:现役民航飞机飞行时间一般都要在10余个小时以上,而长时间飞行也让机组和旅客疲惫不堪。

超声速民航飞机的出现,有望破解这些难题。

早在1976年1月,第一代超声速民航飞机“协和号”就已问世,这是当时人类最大的技术创新之一。不过徐悦说,这一代飞机所带来的强音爆、高油耗、高污染等三大致命弱点,严重削弱了其市场竞争力,导致其最终退出商业运营。

20世纪90年代以后,新一代绿色超声速民航飞机再次成为世界航空界的研究热点之一。徐悦说,这一次,除了低阻力、低油耗等常规需求,还要保证其音爆水平降到可接受的程度,满足日益提高的机场周边噪声标准和发动机低排放要求。

“以目前世界范围内的超声速民航飞机设计技术水平来衡量,实现经济可承受的绿色超声速飞行,仍存在极大挑战。”徐悦说。

针对新一代绿色超声速民航飞机,美国、欧洲、俄罗斯、日本等纷纷提出了各自的超声速、高超声速民航飞机概念方案,这些方案在强调传统民航飞机安全性、舒适性、经济性等特点的同时,也都把绿色环保放在至关重要的位置。

根据公开信息,以美国为代表的发达国家在低音爆、低油耗、低排放等方面已经进行了近70年的不懈探索,获得大量技术成果和经验积累,并且逐渐开始向实用领域转化,相关设计技术首先应用于体型较小、重量较轻、巡航速度也较低的超声速公务飞机上,预计最快2025年前后可以陆续交付,而较大型的超声速民航飞机在2030年后可能投入商业运营。

此外,美国国家航空航天局与洛克希德·马丁公司联合研制的X-59低音爆超声速验证机,集成了美国近年来在低音爆设计领域的成果,也将于近期率先进入飞行验证阶段。

相比之下,虽然我国在超声速民航飞机领域起步较晚,但随着近年来科研投入的不断加大,以及科研团队的刻苦攻关,我国已经初步形成了对航空发达国家快速追赶的态势。

在刚刚闭幕的中国科协年会上,发布了2019年20个被称作“硬骨头”的前沿科学问题和工程技术难题,其中就包括“绿色超声速民机设计技术”。截至目前,我国已突破声爆高精准度预测、低阻力低音爆设计等绿色超声速民航飞机的核心关键技术。

“这将是我国民用航空工业赶超传统航空强国的一次重要历史机遇,对于提升我国民航飞机产业整体实力、使中国制造走向国际,具有重要的战略意义。”徐悦说,相信在不久的将来,由我国自主研制的绿色超声速民航飞机,将翱翔在祖国的蓝天之上。

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