超音速客机的2个进步,马赫截止效应

根据FAA在6月签署的拟议规则制定通知,如果表面的音爆超压不超过每平方英尺0.11磅,运营商可以在没有特别授权的情况下进行超音速飞行。该基于性能的标准将取代FAA于1973年颁布的基于速度的禁令。
最初的超音速运行将依赖于一种称为马赫截止的技术,在这种技术中,飞机的速度和高度,结合大气条件,将音爆向上折射,使其弯曲回大气中,而不是撞击地面。FAA引用了Boom Supersonic 2025年2月的“boomless cruise”演示和NASA的飞行研究作为该方法有效的证据。

该拟议规则仅涵盖航行途中的巡航噪音。FAA计划在今年晚些时候提出单独的着陆和起飞标准,FAA的目标是在2027年中期之前完成这两项规定。
在众多超音速客机的玩家中,Boom率先通过XB-1演示机证实了超音速飞行期间没有音爆到达地面。2025年3月3日Boom Supersonic与美国国家航空航天局合作,在其演示飞机XB-1的超音速飞行测试中拍摄了专门的照片。在XB-1于2025年2月10日进行的第二次超音速飞行中,NASA的地面团队使用了纹影摄影技术,这是一种将XB-1以超音速在空中推动产生的冲击波可视化的技术。NASA团队还在飞行路线上的一个位置收集了XB-1的声学特征数据。爆炸分析发现,当喷气式飞机以超音速飞行时,没有音爆到达地面。
XB-1团队利用NASA计算的航路点,迅速开发了航空电子软件,引导飞行员到达XB-1必须飞越的特定空间点,才能遮挡太阳。为了捕捉图像,美国国家航空航天局使用了带有特殊过滤器的地面望远镜,可以检测超音速飞机周围的空气扭曲,如冲击波。

NASA和Boom在对XB-1超音速飞行预期飞行参数进行建模时所做的努力估计,在马赫截止值下运行的可能性非常高,在这种情况下,音爆在大气中折射,永远不会到达地面。这种效果是通过在足够高的高度打破音障来实现的,精确的速度会根据大气条件而变化。
音爆数据是通过放置在与飞行路径相关的有限战略位置的麦克风和声压级记录设备捕获的。Boom对XB-1超音速飞行数据的评估表明,没有音爆干扰的超音速飞行是可能的。这与NASA之前为将超音速商业旅行带给公众而进行的研究相一致。
因为飞行航线的大气环境随时在改变,Boom针对马赫截止技术还公布了一个音爆告警技术专利,商用超音速飞机的实时音爆预警系统可以检测商用超音速飞机的轨迹何时可能引起音爆,扰乱指定区域(例如,在陆地或人口中心上空),并相应地通知运营者。


此外,Spike Aerospace也一直在设计一架1.6马赫的S-512外交官公务机,并计划在2030年代初投入使用;Hermeus则致力于开发超音速个人飞行器。
参考资料:
2025.04.29实时超音速音爆预警系统Boom tech,https://wvul7.xetlk.com/s/3qdJh6;
2026超音速陆地飞行拟议规则FAA,https://wvul7.xetlk.com/s/3HJmxY;

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