NASA的全名是美國(guó)國(guó)家航空航天局。我們平時(shí)看到的很多是關(guān)于太空領(lǐng)域的報(bào)道。這次我們來看一看NASA在航空方面的重大舉動(dòng)。
飛行中的X-59靜音超音速技術(shù)飛機(jī) 洛克希德·馬丁公司
我們主角是一架稱之為X-59的飛機(jī)，它備受關(guān)注，不僅僅是因?yàn)樗菚r(shí)尚的外表，更是因?yàn)槠涑瑥?qiáng)的靜音超音速技術(shù)。為什么它的靜音超音速技術(shù)會(huì)如此受關(guān)注呢？我們先來看看，超音速飛行所帶來的后果。
音爆(Sonic Boom)
音爆云
當(dāng)物體接近音速時(shí)，會(huì)有一股強(qiáng)大的阻力，使物體產(chǎn)生強(qiáng)烈的振蕩，速度衰減。這一現(xiàn)象被俗稱為音障(Sound Barrier)。當(dāng)速度繼續(xù)提升，突破音障的時(shí)候，由于物體本身對(duì)空氣的壓縮無法迅速傳播，逐漸在物體的迎風(fēng)面積累而終形成激波面，在激波面上聲學(xué)能量高度集中。這些能量傳到人們耳朵里時(shí)，會(huì)讓人感受到短暫而極其強(qiáng)烈的爆炸聲，著就是音爆(Sonic Boom)。
而且我們還能看到這一神奇的現(xiàn)象，我們稱之為音爆云。當(dāng)飛機(jī)以超過音速的速度飛行，在飛機(jī)正好要加速穿過音障時(shí)，在飛機(jī)的周圍，有時(shí)候會(huì)有一團(tuán)云霧形成。這團(tuán)云霧便是之前所說的音爆云。
音爆的危害
2003年，所有的協(xié)和客機(jī)退出市場(chǎng)，從此天空中不再有超音速客機(jī)的身影。雖然這跟協(xié)和先進(jìn)的技術(shù)始終未能得到市場(chǎng)的充分認(rèn)可和歡迎有關(guān)。但其罪魁禍?zhǔn)字灰舶茨芙鉀Q音爆這一問題。音爆的能量巨大，一架低空超音速飛行的戰(zhàn)斗機(jī)產(chǎn)生的音爆足以震碎門窗玻璃。在這之前協(xié)和客機(jī)也只能在跨大西洋航線上使用，因?yàn)樵谀抢锼粫?huì)打擾到海洋中的魚，而不是生活在陸地上的人。至少魚類不會(huì)向協(xié)和公司提起控訴
。
如果你曾經(jīng)有過坐在一艘小船上，不得不經(jīng)過一艘從你身邊快速駛過的大船所形成的的尾跡時(shí)，那么你知道這些尾流是多么惡毒的可拍。
X-59的誕生
美國(guó)宇航局一直對(duì)這個(gè)問題非常感興趣，幾十年來一直致力于最大限度地減少超音速噴氣式飛機(jī)產(chǎn)生的音爆數(shù)量。X-59就是他們最新的嘗試。這架飛機(jī)由洛克希德 – 馬丁公司位于帕姆代爾的臭鼬工廠推出。X-59使用先進(jìn)的技術(shù)來最小化飛機(jī)產(chǎn)生的音爆的尺寸。為了降低噪音，NASA工程師必須創(chuàng)建航天器的計(jì)算機(jī)模擬，并找到材料和設(shè)計(jì)的正確組合來減少沖擊波。這些技術(shù)和實(shí)施它們所需的材料在幾十年前協(xié)和式飛機(jī)建成時(shí)簡(jiǎn)直是不可想象的。
Source： NASA/Dominic Hart
我們但從外觀上就可以看出它的特別。30米長(zhǎng)的機(jī)身幾乎有三分之一被尖銳的機(jī)頭所占據(jù)。在機(jī)頭后面，單座駕駛艙被精心塑造成流線型機(jī)身，幾乎看不出來。事實(shí)上，飛行員甚至沒有面向前方的擋風(fēng)玻璃，有的只是一個(gè)高清視頻顯示器，飛行員通過這個(gè)顯示器查看前方的景色，這就是所謂的外部視覺系統(tǒng)。
這樣獨(dú)特的塑形和超音速技術(shù)，都是為了有效的控制沖擊波的強(qiáng)度和位置。雖然這樣做不能完全消除沖擊波。但是這樣的設(shè)計(jì)可以使沖擊波在其長(zhǎng)度上的間隔大致相等。沖擊波不會(huì)合并成雙沖擊波，而是被單獨(dú)削弱和軟化。這樣對(duì)地面上的人就不至于產(chǎn)生太過沖擊的聲波。
Source：NASA, Public domain, via Wikimedia Commons
結(jié)果呢？根據(jù)美國(guó)宇航局的說法，X-59是如此安靜，以至于它的聲音并不比20英尺外的車門被砰地關(guān)上的聲音更大。美國(guó)宇航局將在未來幾個(gè)月內(nèi)在幾個(gè)社區(qū)測(cè)試X-59，看看實(shí)驗(yàn)飛機(jī)在計(jì)算機(jī)模擬之外的表現(xiàn)如何。如果他們能夠成功地證明這項(xiàng)技術(shù)是有效的，它可能會(huì)開啟一個(gè)超音速陸地旅行的時(shí)代。
