美国总统特朗普签署行政命令,要求美国联邦航空管理局废除1973年施行的陆上超音速飞行禁令。
2.行政命令要求FAA制定一套临时的、基于噪音水平的认证标准,允许民用飞机在陆地上超音速飞行。
3.同时要确立起一套高层直接主导、军民融合、政企协同的推行机制,推动跨国超声速航线双边协议制定。
4.然而,超音速飞机技术仍面临巨大挑战,如如何解决音爆问题,以及后期市场需求不明朗等问题。
尽管技术有待突破、市场需求仍不明朗,全球在超音速飞机领域开展研发竞速,希望抢占未来高地
6月6日,美国总统特朗普签署了一项具有历史意义的行政命令,要求美国联邦航空管理局(FAA)废除1973年施行的陆上超音速飞行禁令。
这则名为《引领世界超音速飞行》的行政命令已发布在白宫官网,其核心要求是:FAA需制定一套临时的、基于噪音水平的认证标准,在地面“听不到音爆”的情况下,允许民用飞机在陆地上超音速飞行。同时要确立起一套高层直接主导、军民融合、政企协同的推行机制,推动跨国超声速航线双边协议制定。
音爆是飞机在超过音速飞行时,前方压缩空气形成的激波传到地面,造成如雷鸣般的巨大声响,甚至可能对建筑物造成破坏,影响居民生活。1973年,FAA发布禁令,禁止民用飞机在美国陆地及领海上空以超音速飞行,仅在特定军事训练区域内豁免。
长达52年之久的监管障碍被打破,中国航空工业发展研究中心的王翔宇撰文指出,行政令措辞恳切激烈、内容详实具体,表现出美国急于在该领域占据先机、扫清障碍,坚决要在未来主导全球商用超声速飞行相关标准规范、掌握话语权的决心。
音爆是全球工程师正在科研攻关的重要课题,中国、欧洲和美国都正在超音速飞机领域积极探索。尽管超音速飞机走入人们的日常生活仍需较长的时日,但从技术攻关而言,已然成为下一个竞争高地。
超音速客机的历史可追溯至20世纪70年代。英法联合研制的协和式飞机与苏联图-144曾短暂投入商业运营,但因音爆、高昂成本和空难事故黯然退场。此后数十年间,超音速民航市场陷入沉寂。
协和式客机因音爆强度高达105PLdB,被禁止在陆地上空进行超音速飞行,仅能在跨大西洋(伦敦-纽约、巴黎-华盛顿等)水域上空实现2.02马赫的超音速巡航。同时它的航程是6580 公里,无法覆盖亚太等长距离航线。
为解决超音速飞行带来的音爆问题,美国早在21世纪初便启动相关技术验证工作。
代表成果是X-59验证机,由美国航空航天局(NASA)与洛克马丁公司(Lockheed Martin)联合开发,其75 PLdB(相当于一个人大喊的音量)实测数据,是NASA与私营企业在“静音音爆”技术上取得突破的标志。
这架验证机是目前唯一完成系统级测试的平台,为未来超音速飞行法规的修订提供了科学依据。2024年1月,FAA明确表示,该数据将直接用于推动修改现行限制超音速陆上飞行的法规。
总体来看,美国正在推动“静音超音速”产业形成从飞行器设计、地面验证、公众评估到政策法规适配等一系列研发链条。
为评估真实飞行对地面居民的影响,NASA于2021年在得州加尔维斯顿等地部署“音爆地面感知网络”(BGN),通过大规模地面麦克风阵列收集音爆声压数据,并联合MIT等研究机构开展公众感知与接受度实验,探索75 PLdB以下的“钝音爆”是否可被广泛接受。
在适航标准层面,NASA自2014年起与FAA合作开展“商业超音速技术”(CST)项目,推动建立“基于噪声而非速度”的适航审批思路,并于2020年协助FAA制定并发布针对民用超音速飞机的初步适航框架草案。
因此,此次特朗普行政命令的发布,也被视为美国政府对本土静音超音速产业的背书。白宫科技政策办公室主任迈克尔·克拉齐奥斯表示,美国公众有理由期待更快的空中旅行,“我们应当能在四小时内从纽约飞到洛杉矶”。
根据FAA此前规定,除了军事用途,任何民用飞机在美国本土均不得突破音爆。但此次行政命令明确指示FAA废除一系列过时的法规,转向以“基于噪声影响”为核心的审批体系。这将大幅降低民间企业进入超音速市场的门槛,为Boom等初创公司乃至波音、洛克马丁等传统巨头铺路。
美国超音速飞机初创公司Boom首席执行官布莱克·烁尔称:“Boooooom!音障从来都不是物理障碍,而是监管问题。随着超音速合法化,超音速客运航空的回归只是时间问题。”
但技术的现实困境也必须正视。尽管特朗普认为,工程和技术的进步使得超音速航空旅行“不仅是可能的,而且是安全、可持续和商业可行的。”但如何解决音爆问题,仍面临巨大技术挑战。
王翔宇指出,近年来,美国航空航天局(NASA)以及Boom等一批初创企业借助X-59、XB-1等验证机加快推进了商用超声速飞机技术进步,但仍面临巨大技术挑战,以至于NASA在其2023年8月发布的航空战略实施规划中,将“确定超声速民机的取证标准”任务的截止时间从2025年推迟至2035年。
如何解决音爆问题,与飞机外形、飞行速度密切相关,一直是各国研发超音速飞机的重点。
2025年1月,美国Boom公司研发的XB-1超音速客机验证机成功完成三次超音速试飞,最高速度达1.1马赫,且没有产生巨大音爆。
据《航空周刊》报道,XB-1验证机是超音速客机“序曲”(OvertureKaiyun全站网页)的70%缩比模型,其数据将直接应用于Overture量产机型设计,后者计划实现1.7马赫巡航速度(约2095千米每小时),最大航程8300公里,载客80人。
不过根据美媒报道,因供应链问题及发动机制造商未最终确定,Overture原定2026年首飞的目标可能推迟至2029年。
由美国洛马公司研发的X-59 QueSST验证机,在1.4马赫风洞试验中测得平均音爆强度为72-78 PLdB,其机身长30.4米,采用“波形冻结”(Shape-Phasing)气动设计,通过细长机身与特定曲面分布来降低音爆。
据2024年5月的NASA官网称,因复合材料机翼与控制系统集成问题,X-59首飞时间从2024年底推迟至2026年,当前已完成85%总装。同时,《自然-航空航天》2024年论文指出,X-59的75 PLdB目标仅适用于平飞状态,实际商业客机需应对爬升、转弯等动态工况,音爆强度可能反弹至85 PLdB以上。
总部位于美国波士顿的斯派克航空航天公司(Spike Aerospace)设计的S-512预计巡航速度为1.6马赫(约1975千米每小时),目标将地面感知噪音降至75分贝以下。其曾获得美国空军研究实验室(AFRL)270万美元的资助。
然而,Spike的S-512同样缺乏原型机及明确的商业化时间表。据专业媒体报道,Spike声称的75分贝音爆(PLdB)基于计算流体动力学(CFD)模拟,但尚未通过全尺寸飞行测试;S-512仍处于概念设计阶段,公司尚未建造全尺寸原型机,且2023年因融资困难暂停了1:3比例验证机开发。
在欧洲,空客与达索公司联合推进“超音速绿色飞机”(SSG)项目,其设计融合生物燃料混合动力与可伸缩静音锥,目标音爆65PLdB,但项目仍处于概念阶段。
据外媒综合报道,英国Reaction Engines Limited公司研发的Sabre吸气式火箭发动机可在四小时内实现伦敦至悉尼飞行。该公司此前曾得到了罗尔斯-罗伊斯公司、贝宜系统公司,以及英国政府(230万英镑研发资金)的支持,然而,其空天飞机项目Skylon(搭载Sabre发动机)仍处于技术验证阶段,尚未进入商用客机开发,最终因高额研发难以为继,2023年资产重组无望后,于2024年10月宣布破产。
来自中国商飞上海飞机设计研究院的吴大卫团队,2025年3月在权威学术期刊《航空学报》上发表论文,详细阐述了一款可搭载48名乘客、巡航速度1.6马赫-1.7马赫(1马赫约为340米每秒)、航程达1.1万公里的超音速客机方案,涉及气动设计、声爆抑制开云网站技术及工程挑战。
据《财经》了解,吴大卫团队致力于未来民用飞机预研、新型验证机试飞及先进技术验证,本次主要从科研层面对超音速客机展开初步探索,实际工程进度、落地时间都还未可知。
此外,2025年1月,总部位于北京的凌空天行公司公布了一款“窜天石猴CUANTIANHOU”超音速飞机。飞机长度7米,重量1.5吨,配备双发动机,巡航速度可达4马赫(4900公里每小时),飞行高度20公里,宣称全球出行3小时可达,载客量仅4人。
根据其规划,2026年,超音速飞机“窜天石猴”将完成首飞,从技术验证进入工程化落地的关键环节。
技术难度是一方面,后期的市场需求仍不明朗,是全球大多数超音速飞机还在早期研发的重要原因。
以协和飞机为例,协和每飞行小时维护成本为18000 美元,每小时油耗达25.6 吨,是同期亚音速宽体机的4 倍,导致票价难以匹配市场需求。
其100座级设计,需高票价(单程超1万美元)支撑运营成本,但仅吸引商务客与高端旅客,日均单航线 架量产机队长期空置,最终因需求不足退役。
超音速客机的潜在市场集中于高端商务与公务航空。Welge研究指出,约10% 的高端旅客(年均收入超50万美元)愿支付2倍-3 倍票价换取时间节省一半。
按宽体机日均300人的航线流量,超音速客机需设定28座-48座级,单机日均载客30 人即可实现80%客座率,确保盈利阈值。
同时,需将音爆强度降至75 PLdB以下(如NASA X-59目标值),并通过FAA/EASA适航认证,解锁陆上航线+条)。设计航程需覆盖11000公里,满足全球94.4%宽体机航线年统计),同时应对逆风航段(如跨太平洋西风急流)的额外油耗。
针对高油耗的问题,Boom Overture宣称采用100%可持续航空燃料(SAF)降低碳排放税成本,可比协和减少40%燃油消耗。
维护费用也需进一步压缩,如达索猎鹰6X的预测性维护系统,应用复合材料与数字化运维,将每飞行小时维护成本控制在8000 美元以内。
50多年前,当协和式飞机的四台奥林巴斯593 涡轮机将飞机带到远处时,技术人员、工程师、员工和旁观者见证这一刻的喜悦显而易见。未来十年,伴随着国内外超音速飞机制造商的角力,超音速客机将一步步打破音爆、成本与环保法规的桎梏,续写中断了几十年的超音速商业飞行史。
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