人類還能重啟超音速旅行嗎？

原標(biāo)題：人類還能重啟超音速旅行嗎？

20世紀(jì)以來，世界上的一切都在變得更快。汽車在提速、火車在提速、飛機(jī)也在提速。整個地球由于交通工具的快速連接，越來越像一個小小的村莊。

尤其是飛機(jī)，經(jīng)過技術(shù)的迭代，其由萊特兄弟試飛時的12秒36米到噴氣式飛機(jī)的900km/h，給人們的出行帶來了巨大的方便。但令人不解的一點(diǎn)是，距離世界上第一架噴氣式客機(jī)誕生已經(jīng)有近70年的時間，目前飛機(jī)的運(yùn)行時速仍然基本上停留在上個世界中期的水平。戰(zhàn)機(jī)既然都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了超音速飛行，為什么客機(jī)仍然顯得慢吞吞的？

其實(shí)，人們并非對超音速客機(jī)漠不關(guān)心。畢竟超快的速度不僅可以節(jié)省大量的旅行時間，而且在緊急醫(yī)療物品配送、災(zāi)難救援等方面也有顯著的意義。相反，帶著對速度的不懈追求，人類對超音速客機(jī)研究的腳步一直都未停止。比如最近波音公司和NASA相繼宣布了自己的超音速飛機(jī)研制進(jìn)展，一個說要讓飛機(jī)每小時飛5600公里，一個說要讓飛機(jī)“靜音飛行”，看起來，很有點(diǎn)志在必得、開啟人類航空新時代的意思。

而實(shí)際上，在此之前，超音速客機(jī)曾經(jīng)在地球的上空飛翔了近三十年。

超音速客機(jī)也有春天

上個世紀(jì)六七十年代，世界航空業(yè)的發(fā)展可以說進(jìn)入了一黃金時代。在冷戰(zhàn)的背景下，各種宇宙飛船、航天飛機(jī)等軍備競賽層出不窮，美國甚至實(shí)現(xiàn)了人類歷史上的第一次登月。在這個背景下，處處要較勁的蘇聯(lián)和西方在超音速客機(jī)的研制上展開了激烈的追逐。

與戰(zhàn)機(jī)不同，客機(jī)要實(shí)現(xiàn)超音速飛行必須要考慮到其龐大的機(jī)體、乘客體驗(yàn)。畢竟戰(zhàn)機(jī)體積較小，所以在機(jī)身設(shè)計(jì)上相對自由。而且，突破音障也是超音速客機(jī)需要克服的一個重要關(guān)卡。

從上個世紀(jì)50年代，美國、歐洲和蘇聯(lián)都開展了各自的超音速客機(jī)研制計(jì)劃，但最終只有英法聯(lián)合研制的協(xié)和號和蘇聯(lián)研制的圖-114兩種機(jī)型成功。有趣的是，無論是在試飛還是正式運(yùn)營上，圖-114總是要搶在協(xié)和號的前頭，來彰顯蘇聯(lián)人民永不認(rèn)輸?shù)木瘛?/p>

尷尬的是，圖-114問題不斷，先是在一次航展上發(fā)生墜機(jī)事故導(dǎo)致機(jī)上人員全部遇難，后來在七十年代交付使用的時候又再次出現(xiàn)故障，這也就導(dǎo)致圖-114系列一開始只是執(zhí)行一條從莫斯科飛往阿拉木圖的貨運(yùn)航線，時間是在1975年12月。但這也是世界上第一條超音速飛機(jī)商用航線，因?yàn)榈诙?月英法的協(xié)和號才首次載客飛行。

然而因?yàn)楣收喜粩嗪推渌?，圖-114最終運(yùn)行了7年之后宣布停產(chǎn)，并在一年之后蘇聯(lián)停止圖-114的研制。蘇聯(lián)的超音速客機(jī)項(xiàng)目算是告一段落。

協(xié)和號則看起來技術(shù)相對安全一點(diǎn)，平穩(wěn)運(yùn)行了二十多年，期間也沒有事故報告。直到2000年才在一次起飛之后墜毀，而這次墜毀也與飛機(jī)的性能沒有直接的關(guān)聯(lián)。

而由于長期以來關(guān)于超音速客機(jī)的詬病不斷，這次墜毀事故也成為了導(dǎo)火索，三年之后，協(xié)和號也迫于各種原因，最終完全退出了歷史的舞臺。

從20世紀(jì)60年代初著手研制，到70年代中期交付商用，再到21世紀(jì)初正是停運(yùn)，超音速客機(jī)的發(fā)展歷程并不能說是一帆風(fēng)順。雖然成功運(yùn)行了近三十年，但其背后反映的是人類在一個瘋狂的航天工業(yè)時代在面對航運(yùn)需求方面的急躁冒進(jìn)的態(tài)度。雖然飛機(jī)能飛起來，但它各個方面的細(xì)節(jié)處理并不好。

而對一項(xiàng)商業(yè)活動來說，能飛起來只是剛剛完成了第一步。把飛行效益、旅客體驗(yàn)等各方面的因素綜合考慮進(jìn)去并作改進(jìn)，才是進(jìn)行超音速商業(yè)飛行前提和保障。

在航空上，“唯快不破”不是真理

那么，既然爆炸事故僅僅只是一個誘因，究竟其背后是什么原因?qū)е鲁羲亠w機(jī)雖然快，但仍然暫時告別了天空呢？

我們大致可以從兩個角度來分析。

第一個角度是航空公司。對航空公司而言，要速度的原因就是，速度能換來經(jīng)濟(jì)效益。但是當(dāng)對速度的追求實(shí)現(xiàn)了，但經(jīng)濟(jì)效益卻沒跟上，那為這個“快”而付出的經(jīng)濟(jì)代價就不值得了。

1. 飛行成本高昂

飛行成本主要體現(xiàn)在兩個方面，一個是維修，一個是燃油。

從維修方面來說，協(xié)和式客機(jī)每飛行一小時，航空公司就需要用18個小時來進(jìn)行日常維修，而飛機(jī)一旦出現(xiàn)故障，其維修成本則更高。而隨時時間的流逝，客機(jī)的磨損和老化則令日常維護(hù)的成本越提越高。

而在燃油方面，可能是協(xié)和式飛機(jī)沒有預(yù)料到的。上個世紀(jì)六、七十年代，國際石油價格差不多一桶3、4美元，而到協(xié)和號停飛的2003年，石油價格差不多突破了40美元，即便扣除通貨膨脹因素，也要高出許多。而由于超音速飛機(jī)發(fā)動機(jī)燃油率不高，要保持超音速飛行，燃油成本自然就上去了。

2. 航線距離短

這就是一個很尷尬的地方了。理論上來說，超音速客機(jī)最適合的是長途飛行，比如橫跨個太平洋之類的。但尷尬的是，由于燃油效率低，飛機(jī)飛個差不多三四個小時就沒油了；而由于其巨大的噪音，美國甚至禁止其在國內(nèi)降落，因此協(xié)和號的航線既少又短。在這些因素的作用下，超音速客機(jī)多少顯得有點(diǎn)雞肋。

第二個角度則是旅客的乘坐體驗(yàn)。當(dāng)然，第一體驗(yàn)肯定是快啊，一小時超過2000公里，但隨快而來的，更多則是煩惱了。

1. 乘坐體驗(yàn)差

對，噪音太大了。畢竟超過兩千公里的時速，盡管協(xié)和號的機(jī)身被做成流線型，并且客艙空間沒有普通客機(jī)那么大，其噪音仍然達(dá)到了接近90分貝。90分貝是個什么概念呢？75分貝基本上就是人體耳朵舒服的上限了，90分貝的效果大概相當(dāng)于晚上去酒吧的嘈雜環(huán)境，說個話都恨不得趴對方耳朵上。從乘客的角度來說，做個飛機(jī)跟逛酒吧似的，也太受罪了。

2. 乘坐成本高

成本有多高呢？一張倫敦到紐約的機(jī)票9000美元，人民幣大概6萬多……果然是富豪們的專屬。關(guān)鍵是，花9000美元去天上逛酒吧這事兒怎么想都有點(diǎn)吃虧，最主要還沒有酒，只有噪聲。有這么多錢，為什么我不買個普通飛機(jī)的頭等艙？

而對航空公司來說，即便是比普通飛機(jī)貴了十幾倍的票價，其還是不能達(dá)到收支平衡，每一趟航班都是在虧本運(yùn)行。足可見這飛機(jī)是有多能造了。

除去航空公司與乘客這兩個與飛機(jī)有直接關(guān)聯(lián)的因素之外，超音速客機(jī)還不受社會的歡迎，最大的槽點(diǎn)就是其會帶來嚴(yán)重的噪音污染。在超音速飛行的時候，其產(chǎn)生的噪音能達(dá)到一百三十多分貝，把一個人給震瘋是沒有問題。如果是在對流層進(jìn)行超音速飛行的話，方圓幾公里之內(nèi)的玻璃將統(tǒng)統(tǒng)體無完膚。所以，協(xié)和號被禁止在對流層進(jìn)行超音速飛行。但即便如此，其飛行產(chǎn)生的噪音也比普通客機(jī)高出不少，機(jī)場附近可謂民怨四起。

于是，航空公司也不想飛了，乘客也不想坐了，機(jī)場附近的居民們天天盼著它趕緊消失免得打擾自己睡覺。而協(xié)和號又最終不幸出了場事故，加速了超音速客機(jī)的退出天空的步伐。雖然這二十多年的飛行算不上波瀾壯闊，但超音速旅行的一個時代也總算是結(jié)束了。

但是，超音速旅行真的就從此離我們而去了嗎？

超音速旅行重啟可能不會太遠(yuǎn)

可以肯定的是，人類對速度的追求永遠(yuǎn)不會停止。一個越來越快的世界，必然要求越來越快的對接工具。那么，重啟超音速飛行似乎成了一個必須要趕快提上日程的計(jì)劃。

事實(shí)上，最近幾年各大航空公司紛紛以PPT或試飛的形式來展示自己的超音速客機(jī)飛行計(jì)劃，比如這次美國波音公司的超音速客機(jī)項(xiàng)目聲稱能實(shí)現(xiàn)超過5倍音速的飛行；甚至有外媒稱中國正在研制“I”系列超音速客機(jī)，時速超過8000公里……聽起來是不是特別勁爆？

但不管離真正的飛行還有多遠(yuǎn)，從各種因素來講，超音速客機(jī)的商業(yè)回歸也將成為一種必然。

第一，地面交通提速的沖擊。

這方面在中國的表現(xiàn)最為突出。2017年中國高鐵6年之后重新恢復(fù)350公里的時速運(yùn)行，其對航空公司的旅客分流作用非常明顯。據(jù)分析，800公里的旅程之內(nèi)高鐵將分流航空的20%-30%，1000-1200公里則會分流15%-20%。這也造成了航空公司更大幅度的價格優(yōu)惠，其飛行效益必然受到影響。

當(dāng)然有人就說了，在1200公里以內(nèi)的路線上雖然高鐵對航空的影響顯著，但1200公里之外的長途旅行，航空的蛋糕幾乎不會受到影響。尤其是跨洋飛行，高鐵不行了吧？

別擔(dān)心，超級高鐵照顧您。

關(guān)于超級高鐵，想法有很多。比如今年6月份在北京召開的世界交通運(yùn)輸大會上，西南大學(xué)就提出了多態(tài)耦合軌道研發(fā)技術(shù)，其將磁懸浮技術(shù)和真空技術(shù)結(jié)合在一起，將可能實(shí)現(xiàn)1500公里時速的高鐵運(yùn)行速度。具體點(diǎn)兒說就是，列車在一個真空管道里懸浮行駛，最大程度減小阻力，行動如風(fēng)。

當(dāng)然，更著名的管道高鐵運(yùn)輸則來自馬斯克的Hyperloop,它有一個更響的名頭叫“膠囊高鐵”。在經(jīng)過兩年的測試之后，Hyperloop已經(jīng)被批準(zhǔn)建設(shè)第一條試運(yùn)行線路，連接巴爾的摩和華盛頓，而整個運(yùn)行時間還不到五分鐘。馬斯克則計(jì)劃在3年內(nèi)形成實(shí)際運(yùn)力，10年后建成連接全美的高鐵網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)全美4時達(dá)。

而更殘暴的是，中國航天科工還提出要建時速4000公里的超音速高鐵……

競爭對手們步步緊逼，航空公司怕不怕？所以在競品面前，超音速客機(jī)的研制似乎迫在眉睫。而且相對而言，技術(shù)攻關(guān)要比超級高鐵容易點(diǎn)。畢竟，飛機(jī)曾飛過超音速，而高鐵可從來沒有跑贏過音速。

第二，技術(shù)的進(jìn)步也在促使超音速旅行之門的再次開啟。

對超音速客機(jī)來說，最需要解決的問題就是如何突破音爆。所謂音爆，即物體在突破音障的時候形成的強(qiáng)烈的爆炸聲。其聲音可高達(dá)130多分貝，即便是身處16000米高空的協(xié)和號，其產(chǎn)生的音爆也足以震裂地面的玻璃。這也是美國限制協(xié)和號飛行的原因之一。

那么，如何突破音爆問題就成為了一個頗具難度的技術(shù)攻關(guān)。NASA和軍火制造公司洛克希德馬丁達(dá)成了一項(xiàng)2.5億美元的協(xié)議，研制X系列的超音速飛機(jī)。據(jù)稱，其將在不產(chǎn)生音爆的情況下實(shí)現(xiàn)超音速飛行，而且在飛行的過程中產(chǎn)生的噪音也只有75分貝，與目前飛機(jī)的噪音相差無幾。NASA計(jì)劃在2021年能夠?qū)崿F(xiàn)首次試飛，如果成功，毫無疑問將是航空史上的一次革命。

協(xié)和式飛機(jī)因?yàn)橐舯瑔栴}，只能飛行大洋航線，而且是飛越直線距離比較短的大西洋。那么，如果音爆問題得以解決，其將不僅可以在大洋上空飛行，陸地上空也將才成為可能。飛行區(qū)域被大大擴(kuò)展，線路也會得以增加。超音速飛行的雞肋之處也就不會顯得那么突出了。

并且，音爆的解決也會對乘客的舒適度增加、準(zhǔn)飛航線的拓展、準(zhǔn)飛區(qū)域的擴(kuò)大等產(chǎn)生影響，飛行成本的壓力也會得到緩解。隨著收益的增加，發(fā)動機(jī)的油耗問題顯得不那么突出。畢竟，發(fā)動機(jī)的改進(jìn)技術(shù)難度極高，目前幾乎已經(jīng)觸碰到了瓶頸，每節(jié)省一滴油都需要一次技術(shù)突破。

而人類對速度的追求不會停止。地面交通的步步緊逼、全球商務(wù)需求的節(jié)節(jié)攀登，都讓超音速飛機(jī)的重出江湖變得日益迫切。而且可以預(yù)見的是，雖然仍然存在一定的技術(shù)攻關(guān)難度，但超音速飛行的重啟必然不是一個有生之年系列，人類也終將對“出發(fā)前就到達(dá)”進(jìn)行重新定義。

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