第355章 静音飞行
其中,前世米国在2016年2月,启动X-59超音速客机的研发。计划2022年测试飞行。设计巡航速度为马赫,飞行高度16800米,力图将噪音低至75分贝的感知水平。
米国NASA参与了这个研发,并运用了其常年累积的各种技术。主要采用了“安静超音速技术”(QueSST)。技术路线是通过完善气动外形来降低声爆。
传统的超声速飞机,其机身各处产生的不同强度激波在传播到地面的过程中会互相叠加,最终会形成较强的N形波,从而产生声爆效应。而X-59所采用的气动外形设计,则可有效避免机体各个部位产生的激波在传播过程中叠加,最终只形成一个强度较弱、对人耳不太敏感的S形波,由此可大幅削减声爆强度。
为此,X-59除采用了与“协和”以及图-144超声速客机类似的细长机身和大后掠角机翼外,还引入了一系列声爆削减措施,如机头细长尖锐,呈长矛状,可以将飞行中头部方向产生的强激波分解为多个弱激波。
在主翼前方安装有一对固定鸭翼,可以有效阻止机身各处产生的多个弱激波汇集成强激波。
采用了现代飞机上非常罕见的无风挡埋入式座舱,可以避免传统座舱结构对机身前部、中部气动外形的破坏,尽量保持整个机身外形的光顺平滑从而减少强激波的产生。
背负式进气道位于后机身上方,可以通过宽大的主翼对发动机进气口激波进行屏蔽;在垂尾顶部加装了一个微型平尾,可以在一定程度上削减尾部声爆信号强度。
此外,X-59尽管为超声速飞机,但其巡航飞行速度()相对于“协和”和图-144超声速客机(二者巡航飞行速度均超过Ma2)较低,降低声爆强度也较后者更容易。
在马由看来,这种仅靠外形优化,来消减音爆的技术路线太过单一。且因其奇特的外形,牺牲了飞机其他方面的性能。包括增加了制造难度、提高了造价等。
而《星儿-97-1型》穿梭机,外形设计考虑了各种优化因素,有比X-59更有效消音的气动造型,还包括利用马赫截止现象,同时还兼顾了超高音速、太空飞行等需求。
前端没有通过浪费造价设计出一个长长的尖锐鸭嘴,来破除空气阻力。而是采用类似反重力技术,对机身和前端进行包裹一层力场。起到双重消音的效果。
另外,对动力系统的静音改造也极为彻底。
传统飞机的噪声组成,主要包括风扇前传声、风扇后传声、核心机噪声(包括高压压气机、燃烧室和高压涡轮)、涡轮噪声和喷流噪声;其中风扇噪声和喷流噪声是航空发动机的主要噪声源,风扇噪声包含离散单音、宽频噪声和多重单音,喷流噪声包含宽频噪声和宽带噪声。