颠覆!X-59静音超音速首飞,50年禁令将解除!

2025-10-31前沿技术

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浩瀚苍穹,人类对速度的追求从未止步。曾几何时,超音速飞行是连接世界的梦想,但震耳欲聋的“音爆”却成了这梦想落地的一大阻碍。如今,美国国家航空航天局(NASA)与洛克希德·马丁公司联手打造的X-59静音超音速技术验证机,正悄然改写这一历史。这款备受瞩目的试验机已成功完成首飞,标志着我们离商业超音速旅行的回归又近了一步。

就在美国加利福尼亚州莫哈韦沙漠的朝阳初升后约一小时,这架代表着前沿科技的X-59验证机首次腾空而起。它的设计初衷,是为了大幅降低飞机突破音障时产生的巨大噪音——即我们常说的“音爆”。如果成功,这将为未来商业客机能够实现陆上超音速飞行铺平道路。要知道,目前的规定是禁止商业客机在美国陆地上空进行超音速飞行的,其主要原因就是音爆可能带来的巨大困扰,比如震碎窗户、触发警报等。

此次X-59的首飞,是在洛克希德·马丁公司位于美国加州帕姆代尔的臭鼬工厂(Skunk Works)起飞的。由NASA首席试飞员尼尔斯·拉尔森(Nils Larson)驾驶,这架独特的飞机在空中飞行了约一小时后,在NASA位于爱德华兹的阿姆斯特朗飞行研究中心附近安全着陆。整个首飞过程验证了X-59的适航性和安全性,为后续更深入的测试奠定了基础。NASA代理局长肖恩·达菲(Sean Duffy)在声明中自豪地表示:“X-59是美国独创精神的象征。它深植于我们的基因之中——我们渴望飞得更远、更快,甚至比以往任何时候都更安静。”

回溯历史,超音速飞行并非新鲜事物。曾有过辉煌的协和式客机,是唯一一架成功投入商业运营的超音速飞机。然而,受限于音爆问题,协和式客机只能在海洋上空以超音速飞行。当一架飞机接近音速时,其表面会形成强大的压力波,这些压力波在飞机突破音速时会汇聚成巨大的冲击波,从而产生两次雷鸣般的“音爆”。这种现象不仅带来噪声污染,更可能对地面设施和居民造成潜在影响,这正是超音速客机难以普及的关键症结。
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X-59有望在超音速飞行的同时,有效规避传统意义上的音爆。

然而,X-59的诞生,或许能彻底改变这一局面。这款独特的试验机,旨在产生一种更温和的“音爆声”(sonic thump),而非震耳欲聋的“音爆”。这得益于其颠覆性的设计。它拥有一个极为修长、锥形的前端,这一“长鼻子”几乎占据了飞机总长度的三分之一。这种设计并非为了美观,而是为了巧妙地分散和打散那些原本会在飞机其他部位汇聚的压力波,从而有效避免形成强大的冲击波。

此外,X-59的发动机并非像战斗机那样安装在机身下方,而是巧妙地置于机身顶部。这一设计同样充满智慧。它不仅确保了机身底部的平滑,最大限度地减少了冲击波的形成,更重要的是,它能将声波向上引导至天空,而非向下传播到地面。这些精妙的空气动力学设计,共同构成了X-59能够实现“静音”超音速飞行的核心技术。美国NASA的目标非常明确,那就是为飞机制造商提供关键数据,帮助他们未来能够制造出噪音更小的超音速飞机,让超音速旅行不再是少数人的专利,而是能真正走进大众生活。

独树一帜的空中精灵

X-59验证机,无疑是一架与众不同的飞机。它是一架单座、单引擎的试验机,机身长达99.7英尺(约30.4米),翼展29.5英尺(约9米)。这个尺寸,使得它的长度几乎是F-16战斗机的两倍,但翼展却略小。更令人称奇的是,X-59的许多部件都来源于现有飞机的“再利用”,这种资源整合能力也体现了航空工程的实用主义。比如,它的驾驶舱和弹射座椅来自T-38教练机,起落架则取自F-16战斗机,而操纵杆则来自F-117隐形攻击机。这种“拼装”并非简单组合,而是对成熟技术的巧妙集成,以确保可靠性和降低研发成本。

驱动这架“空中精灵”的,是一台经过改装的通用电气F414发动机,它来源于F/A-18战斗机。这台强大的发动机将使X-59能够在55,000英尺(约16.7公里)的高空以1.4马赫(约925英里/小时,即约1490公里/小时)的速度巡航。这个速度和高度,几乎是目前商业客机飞行速度和高度的两倍,让人不禁对未来的空中旅行充满期待。

也许X-59最引人注目的革新,在于它彻底取消了传统的玻璃驾驶舱窗户。为了最大程度地优化空气动力学性能,驾驶舱被设计成一个完全封闭的结构。那么,飞行员如何观察外部世界呢?答案是:通过一个被称为“外部可视系统”(eXternal Visibility System)的4K高清显示器,实时观看摄像头传回的画面。洛克希德·马丁公司X-59项目飞行器负责人迈克尔·布奥南诺(Michael Buonanno)解释道:“当透过浅角度的玻璃观察时,你看得并不清楚。你需要有一定倾斜度的观察屏幕才能获得良好的光学质量,而这会产生强烈的冲击波,严重破坏飞机的低音爆特性。”这一大胆创新,正是为了服务于X-59的核心目标——降低音爆。
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X-59巧妙地整合了其他NASA飞机的组件。

美国NASA透露,在首次飞行中,X-59的飞行高度较低,速度也保持在约240英里/小时(约386公里/小时)。但在未来的测试中,这架试验机将逐步提升速度和高度,直至达到超音速飞行。要知道,在55,000英尺的高空,达到超音速的速度约为659英里/小时(约1060公里/小时),而在海平面,这一速度则提高到761英里/小时(约1225公里/小时)。值得注意的是,音速并非恒定不变,它会随着温度的变化而变化,在一定程度上也会受气压影响,因此在高海拔地区,音速会有所下降。

对于首飞,X-59的项目飞行员詹姆斯·莱斯(James Less)向外媒表示,其首要目标其实就是安全着陆。莱斯未来也将执飞X-59,他在此次首飞中驾驶一架F-15战斗机作为伴飞保障飞机,观察这架新试验机是否存在任何问题。“我寻找的是飞行员无法看到的飞机外部的任何问题,”莱斯说道。通常他会首先检查起落架是否成功收回,但在这首次飞行中,X-59刻意保持起落架放下状态。他补充道:“如果飞机有任何流体泄漏,无论是燃油还是液压油,作为伴飞飞行员,你通常都能看到……我还需注意其他空域交通,并提醒飞行员。”在X-59成功降落在阿姆斯特朗飞行研究中心后,NASA和洛克希德·马丁公司的工程师们将对飞行数据进行细致的审查,为X-59未来更高速的飞行做好准备。新媒网跨境了解到,每一次这样的试飞,都是人类航空技术进步的坚实一步。
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X-59的设计,包括占据机身大部分长度的修长机头,旨在帮助降低噪音。

重塑超音速飞行的未来

X-59验证机所搭载的“外部可视系统”仅仅是打造像X-59这样低音爆飞机所需现代科技的冰山一角。在其背后,是数十年的计算流体力学(CFD)研究和风洞测试的积累,才最终成就了如今的设计。NASA商业超音速技术项目经理洛里·奥佐罗斯基(Lori Ozoroski)向外媒透露:“我们确实有机会在计算流体力学应用于这些低音爆飞机方面投入了大量时间。”她进一步解释说:“我们已经从围绕飞机进行建模的计算领域,最初只有数百万个单元格来划分空间,发展到现在能够处理数亿甚至数十亿个单元格。”这表明了在模拟和预测飞机在超音速状态下的空气动力学表现方面,技术取得了飞跃性的进步,为X-59的创新设计提供了坚实的理论支撑。

一旦X-59达到预期的高速飞行状态,下一步的关键任务就是确保它所产生的“静音音爆声”真正能够被地面上的居民所接受。奥佐罗斯基表示:“我们一直在规划一项测试活动,我们将飞越美国各地的不同社区,通过调查来了解人们对此的反应。”她进一步解释道,这些飞行将同时产生响亮和安静的音爆,以观察人们的反应差异。新媒网跨境认为,这项地面居民反馈的测试至关重要,它将直接影响未来超音速飞行的商业可行性。

“我们的计划是收集所有这些数据,在美国的几个地点进行大约一个月的测试,然后将所有数据提供给美国联邦航空管理局(FAA)和国际监管机构,以尝试建立一个声音限制,而不是像目前这样的速度限制。”如果这项计划能够成功,无疑将为新型商业超音速飞机的出现铺平道路。这些未来的飞机将有望把旅行时间缩短一半,而一些新兴公司,比如美国的Boom Supersonic,也正在积极探索和努力实现这一目标。

X-59的成功首飞,使其加入了NASA创新X系列飞机的光荣行列。这个系列的历史可以追溯到近80年前,即1947年由查克·耶格尔(Chuck Yeager)驾驶贝尔X-1飞机首次实现突破音速飞行。对于参与其中的科学家和飞行员而言,这无疑是职业生涯中的高光时刻。X-59项目飞行员莱斯感慨道:“我从小就读《大众科学》和《大众机械》杂志,阅读关于爱德华兹X系列飞机的报道,从未想过自己能有机会做这样的事情。”他充满期待地补充道:“这将会是我职业生涯的亮点。”新媒网跨境获悉,X-59不仅仅是一架飞机,更是人类对速度、效率与和谐共存的追求。它的每一步进展,都将推动全球航空业迈向一个崭新的时代,让曾经的科幻梦想,一步步变为触手可及的现实。

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本文来源:新媒网 https://nmedialink.com/posts/x-59-flies-quiet-supersonic-ban-ends.html

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快讯:美国国家航空航天局(NASA)与洛克希德·马丁公司联手打造的X-59静音超音速技术验证机已成功完成首次试飞。该机旨在通过颠覆性设计,将传统震耳欲聋的“音爆”转化为温和的“音爆声”,从而克服超音速飞行在陆地上空面临的噪音障碍。此次首飞验证了X-59的适航性和安全性,为后续更深入的测试奠定基础。X-59的成功将为未来商业客机实现陆上超音速飞行铺平道路,有望显著缩短全球旅行时间,重塑航空业格局。
发布于 2025-10-31
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