美國國家航空航天局(NASA)近日成功完成了X-59驗證機的發動機性能測試,這一舉措標志著NASA在解決超音速飛機音爆問題上邁出了重要一步。X-59驗證機的設計初衷,正是為了緩解超音速飛行時產生的強烈音爆,這一困擾地面居民多年的問題。
在過去幾個月里,NASA與洛克希德·馬丁公司緊密合作,對X-59驗證機上經過特別改裝的F414-GE-100引擎進行了全面測試。測試期間,發動機表現穩定,不僅成功獲取了平穩且持續的氣流,還與先前的風洞測試結果高度一致。測試過程中未發現任何結構問題或過度振動,發動機及需要冷卻的飛機部件均得到了有效降溫。
音爆,這一由飛機超音速飛行時產生的氣壓波合并形成的沖擊波,往往伴隨著巨大的爆裂聲,足以驚擾地面居民,甚至震碎窗戶。因此,自1973年起,美國聯邦航空管理局便禁止非軍用飛機在陸地上空進行超音速飛行。盡管協和式飛機曾試圖引領商業超音速旅行的潮流,但由于燃油效率低下、運營成本高昂以及持續的噪聲投訴,這款飛機最終于2003年退役。
在測試過程中,NASA還發布了一系列精彩的視頻,展示了X-59驗證機的各項系統測試情況。從液壓系統、電氣和環境控制系統的檢查,到油門測試及加力燃燒室的最大功率運行,每一步都經過了嚴格檢驗。特別是發動機尾焰形成的“沖擊鉆石”圖案,更是讓人嘆為觀止,這是發動機噴嘴以超音速噴出的廢氣在壓縮和膨脹過程中形成的駐波。
X-59驗證機的設計獨特,外形酷似一根細長的針,旨在以最小的擾動穿過空氣。其長度為30米,高度為4.27米,翼展為9米。這種細長設計不僅減少了流經地面的壓力變化,還將傳統的音爆減弱為更為柔和的音震。NASA工程師形象地比喻說,X-59驗證機的聲音就像關車門的聲音一樣輕微。
為了實現這一目標,X-59驗證機的發動機被特別安裝在飛機頂部,從而有效降低了飛機傳到地面的噪音量。這一創新設計無疑為超音速飛行的未來發展開辟了新的道路。
與此同時,私營企業也在積極努力復興超音速飛行。航空航天公司Boom Supersonic的XB-1驗證機在今年1月下旬成功完成了首次試飛,期間三次實現了超音速飛行。這一成就無疑為超音速飛行的復興注入了新的活力。
然而,X-59驗證機的首飛時間尚未確定。NASA在最近發布的新聞稿中表示,仍需要進行更多測試,包括電磁干擾測試、數據處理測試以及滑行測試等。這些測試對于確保飛機的安全運行至關重要。
一旦X-59驗證機成功實現首飛,NASA將對其進行一系列嚴格測試,重點評估“音震”的地面感知強度。這些測試預計將持續到2027年,但具體時間將取決于飛機的實際升空時間。可以預見的是,X-59驗證機的成功將為超音速飛行的未來發展奠定堅實基礎。
X-59驗證機的設計和技術突破也將為其他領域的航空研究提供寶貴經驗。隨著技術的不斷進步和創新,我們有理由相信,未來的超音速飛行將更加安全、高效且環保。