來源：果殼網
蔓延全球的新冠疫情，讓民用航空業一夜之間陷入泥沼，然而正所謂 " 膽小者看到危機，膽大者看到機會 "，一些新銳航空飛行器制造企業和航空公司，就在籌劃一種更快捷，更舒適的全新的航旅出行方式。說不定，等疫情結束后不久，我們再次出行時，就能體驗到它。
超音速客機，請求出戰！
這種全新的出行方式，就是超音速客機。來自美國科羅拉多的航空初創企業 Boom Supersonic 于近日宣布，明年 1 月 7 日，它將正式推出自己的單座超音速原型機 XB-1，并將在年內試飛。
展示中的 XB-1 原型機 | https://boomsupersonic.com
XB-1 的最高速度設置為 2.2 馬赫，航程超過 1900 公里，采用 3 臺通用電氣公司出品的 J85-15 引擎。公司創始人布萊克 · 紹爾，精力充沛，野心勃勃，曾經就職于亞馬遜，擁有私人飛機駕駛執照。
他聲稱，自己要做民用航空界的埃隆 · 馬斯克。而 XB-1，就是未來民用航空界的 SpaceX。
" 序曲 " 與 XB-1 飛行想象圖 | https://boomsupersonic.com
紹爾宣稱，如果 XB-1 試飛成功，那么公司下一步計劃就是建造以 XB-1 為藍本的大型超音速客機 " 序曲 "。序曲機長 51 米，翼展 18 米，最大載客量大約為 55 名，最大航程 8800 公里，時速同樣為 2.2 馬赫，整體客艙皆以商務艙標準建造，預計在 2030 年投入使用。
" 更少的乘客，更舒適的旅行環境，更短的飛行時間，想想看，從東京到西雅圖，只要 4 個半小時，是不是令人興奮！" 紹爾表示。
英國航空公司的 " 協和 " 超音速客機 | www.bbc.com
當然，超音速客機并不是一個時髦的新發明，它曾經短暫出現在民用航空歷史上：1976 年，英法兩國聯合研制的 " 協和 " 超音速客機正式投入運營，直至 2003 年退役。
" 協和 " 客機座艙，以其精致的餐食和周到的服務著稱 | www.bbc.com
曾幾何時，" 協和 " 是空中旅行 " 逼格 " 的最高境界，它能以 2.04 倍音速的速度飛行，在 3 個半小時之內，就能將 92 名～120 名乘客從西歐送至美國東海岸。寬敞的空間，考究的裝飾和精致的空中餐食，構筑了它獨特的魅力。
然而，與之相對的是，" 協和 " 客機平均往返機票價格為 12000 美元，是標準航班價格的 30 倍左右，從而導致需求不足，最終只交付了 14 架，大多數航班的空座率超過 50%，而且乘客多來自常旅計劃升艙。
最后，70 年代的石油危機，導致航空燃料價格急劇上漲，使得 " 協和 " 更加難以為繼。2000 年 7 月，法航一架 " 協和 " 從巴黎戴高樂機場升空后不久，由于操縱事故不幸墜毀，造成 113 名乘客罹難，從而為 " 協和 " 的棺材敲上了至關重要的一枚釘子。
所以，在 " 協和 " 退出歷史舞臺將近 20 年后，超音速飛行如果要想成為我們的旅行方式，首先要讓人 " 付得起 "。和馬斯克的 SpaceX 一樣，序曲計劃將通過 " 走量 " 模式，攤薄運營維護成本，讓價格更加親民。
紹爾宣布，批量生產的序曲，將可以把單機價格降低到 2 億美元左右，而 2 億到 4 億價格區間的中小型民用航空機市場還是藍海，尤其對于需求相對穩定，講求效率和舒適的商務航空來說，市場還有不少潛力可挖。
" 序曲 " 超音速客機座艙概念圖，其賣點在于 " 普通人支付得起的超音速商務艙旅行 " | https://boomsupersonic.com
紹爾盤算，在 2030 年投入使用后，" 序曲 " 的產量將迅速擴展到 1000 架左右，規模化的運營，能讓它的票價與當前跨國普通航班商務艙處在同一水平——只要付出大約 4000 美元，就能乘坐 " 序曲 "，在五個小時之內從東京飛抵洛杉磯。
這個價格，是 " 協和 " 客機票價的四分之一。屆時，1000 架序曲的載客能力可以滿足全球超過 500 條越洋商務航線的需要。
飛得更快，還要更環保
不過，橫在 XB-1 和 " 序曲 " 面前的攔路虎還有一只，就是國際航空業面臨的環保壓力。從 2019 年 1 月開始，全球航空運輸業碳中和方案及減排計劃正式實施，目標是在 2050 年將全行業二氧化碳排放量較 2005 年減少 50%。
2018 年 7 月，國際清潔交通委員會在一份針對超音速客機的環評報告中指出，在現有技術標準下，超音速客機可能在碳排放上超出現有標準 70%，每位乘客消耗的航空燃料大約是亞音速噴氣客機乘客的 5 倍以上，更不用提超音速客機所造成的噪音污染了。為此，委員會對超音速客機的發展持謹慎態度，并敦促各航空公司與飛行器研發企業早日出臺技術革新與管理措施。
對于這個問題，Boom Supersonic 的解決方案可謂多頭出擊，開源節流并舉。
首先，為了降低燃料成本和碳排放，紹爾宣布 XB-1 和 " 序曲 " 使用替代合成燃料：利用直接空氣捕獲技術，從空氣中提取二氧化碳，再利用水電解和燃料合成過程來生產清潔的液態烴燃料。另外，公司宣布，" 序曲 " 將不采用 XB-1 的 J85-15 引擎，而改與羅爾斯 · 羅伊斯合作，后者將為 " 序曲 " 開發效率更高，更節能的全新渦扇發動機。
生產線上正在組裝的 XB-1 機身 | boomsupersonic.com
第二，是從飛機結構下手。當飛機超音速飛行時，氣流會對機身傳來規律性震動，為了對抗這種震動，就需要更堅固的機身結構，而超音速客機獨有的 " 細長型 " 身材，又對機身結構的設計施加了嚴格的限制，使得任何 " 減重 " 方案都困難重重，稍一不慎，就會導致機體強度的降低。
對此，Boom Supersonic 的應對方案是，XB-1 和序曲在設計中，都將大量使用碳纖維材料和鈦合金，許多部件將采用 3D 打印技術，從而力爭在保持機身結構堅固的同時，減輕整機重量，并抵御超音速飛行空氣摩擦引發的高溫。根據 Boom Supersonic 公布的數據，XB-1 的機身最高耐溫上限能夠達到 148 攝氏度。
機體橫截面積變化與遭遇阻力關系圖，可以看到，左邊機體橫截面積變化劇烈的設計方案，遭遇的空氣阻力將隨著面積的增大而急劇上升，右邊的 " 小蠻腰 " 方案遭遇的空氣阻力則顯著減小 | www.geekswipe.net
另外，XB-1 和 " 序曲 " 都改進了外形與氣動布局，從公開資料上看，它們都有令人過目不忘的 " 小蠻腰 " 設計，從而使機翼寬度最大處機身最窄，總體橫截面積變化平緩。從航空動力學角度講，機體橫截面積變化越平緩，它遭遇的阻力就越低。
噓！別讓下面的人聽到！
更輕的重量和改善的外形布局，不僅能有效降低能耗，削減碳排放，還能有效減輕 " 音爆 "。
由于音爆，所以預計開通的超音速客機航線大多為越洋飛行路線 | www.aero-mag.com
" 音爆 " 是飛機超音速飛行時，產生的沖擊波所引發的巨響。由于飛機速度超越音速，坐在飛機里的人無緣聽到 " 音爆 "，而對地面上的人，音爆則形成了難以忍受的巨響。
" 協和 " 之所以受到抵制，就是因為沿途造成的音爆。有個段子就叫做：" 協和從華盛頓超音速飛去圣地亞哥，站在芝加哥都能聽到它的噪音。" 所以， 現階段籌劃中的超音速客機航線，大部分被設定為跨海長途飛行，也是因為越洋飛行中，下方基本不會有居民存在。
不過，機場終究是要建在陸地上的繁華城市附近的，起飛降落階段依舊會影響到沿途居民，所以要消除音爆，還是要從飛機本身的設計入手。
" 協和 " 客機超音速飛行時形成的兩重 " 音爆云 " | www.spkeaerospace.com
常規的超音速噴氣飛機，空氣沖擊波從機頭到達機尾翼的時候增強，形成兩次明顯的音爆，所以 XB-1 的外形設計與 NASA 和洛克希德 · 馬丁設計的 X-59 靜音超音速技術飛機頗為相似：兩者都采用了細長機身，機翼從機身向外的延展角度與厚度都進行了優化，以減弱超音速飛行中機身產生的激波。
另外，根據推測，XB-1 和 X-59 一樣，機翼尖端也進行了特殊設計，使幫助飛行器機體在超音速飛行時產生的激波大部分向上方發散，僅剩小部分強度較小的余波射向地面，將噪音降低為可以融入城市環境背景噪音的程度。紹爾已經向外界保證， " 序曲 " 產生的音爆級別大約只是 " 協和 " 的 1/30。
截至目前，" 序曲 " 客機已獲得價值 60 億美元的意向訂單，買家包括維珍集團和日本航空，后者在 2017 年向 Boom 投資了 1000 萬美元。
Aerion AS2 超音速科技飛行想象圖 | https://www.ainonline.com
維珍航空馬赫 3 科技飛行想象圖 | www.aero-mag.com
當然，垂涎于超音速民用航空市場的，遠遠不止 Boom Supersonic 一家。有力競爭者包括波音支持的 Aerion 公司，它在今年 4 月宣布在佛羅里達投資 3 億美元建造一座工廠以制造 12 座超音速客機 AS2；太空狂人理查 · 布蘭森也來插了一腳，宣布維珍航空將開發超音速客機馬赫 3。
這款豪華超音速公務機 " 機如其名 "，最大時速能夠達到 3 馬赫，從紐約飛到倫敦只需 2 小時，不過票價就非一般人能夠負擔，估計不比布蘭森的太空旅行飛船銀河號便宜多少。
屆時，也許我們相約旅行的口號就變成 " 一起坐飛機出去玩嗎？坐一次能吹一輩子的那種？"
