XB-1噴射機如何突破音障卻不產生音爆?
在1月28日的飛行測試中,Boom Supersonic團隊沿著飛機的飛行路徑在地面設定了麥克風。儘管XB-1噴射機的最高速度達到了1.12馬赫,卻沒有捕捉到任何音爆的聲音。Boom Supersonic的創始人兼執行長Blake Scholl在一份宣告中表示:「XB-1在首次超音速飛行中三次突破音障,卻沒有產生可聽見的音爆。這證實了我們長期以來的信念:超音速旅行可以變得經濟、永續,並且對機上人員和地面居民都友好。這次的成功讓我們能夠將無音爆巡航技術應用於Overture飛機,從而開啟更多航線的快速旅行。」
那麼,他們是如何實現這一突破的呢?首先,我們需要了解什麼是音爆。音爆是當飛機或其他交通工具以超過音速的速度飛行時,將空氣分子以巨大的力量推開,從而形成衝擊波所產生的雷鳴般的聲響。NASA解釋道:「衝擊波形成了一個由加壓空氣分子組成的錐體,這些分子向外和向後移動,並延伸到地面。當這個錐體沿著飛行路徑在地面上擴散時,它會在錐體底部的整個寬度上產生連續的音爆。衝擊波積累的壓力突然釋放,就會被聽到為音爆。」
「與音爆相關的氣壓變化只有每平方英尺幾磅,大約相當於乘坐電梯下降兩到三層樓所經歷的壓力變化。真正讓音爆被聽見的是壓力變化的速率,即壓力變化的突然發生。」儘管飛機設計有所改進,但實際上並沒有完全避免音爆的方法,不過精心的設計和較小的飛機(比大型飛機排開的空氣更少)可以產生較安靜的音爆。另一種減少音爆幹擾的方式是讓飛機在更高的高度飛行。透過關注大氣條件並相應調整速度,可以讓音爆在到達地面之前被折射,這樣音爆就不會傳到地面。
Boom Supersonic已經成功展示了在地面不產生音爆的超音速飛行,並繼續開發一款商業化的突破音障飛機,名為Overture。該公司計劃在陸地上空以0.94馬赫的速度飛行(略低於音速),而在水面上空則加速至1.7馬赫,以符合現行法規。然而,他們表示,其無音爆巡航系統可以在1.3馬赫的速度下飛行而不產生可聽見的音爆,這可能將美國東西海岸之間的飛行時間縮短多達90分鐘。到2025年底,該公司將對其專屬推進系統進行進一步測試,目前Overture飛機已獲得美國航空、聯合航空和日本航空共130架的預訂。