X-48B
“超音速绿色机”
4架编队的喷气式飞机经过美国新泽西上空
超音速冲压喷气发动机
美国KC-10“补充者”空中加油机为B-2“幽灵”隐形轰炸机加油
在一篇名为《航空2075：飞入光明未来？》的报告中，英国机械工程师协会分析了5种将要热门起来的航空技术。不管是5倍音速的发动机，还是排成“V”字型飞过的一群客机，现在听起来都是很神奇的事。不过再过15年，其中一些技术或许就变得司空见惯了。
“翼身完美融合”将成趋势
未来几十年里，商业客运飞机的新模板可能会流行起来，比如图中这架外形犹如魔鬼鱼的实验性波音X-48B。根据英国机械工程师协会发布的最新报告，X-48B的独特设计将机身和机翼完美结合成了“翼身融合体”，这意味着它身负省油的潜力。
英国机械工程师协会的报告认为，“翼身融合”将会重塑航空旅行的概念。例如，X-48B把机身、机翼和发动机合并到了一个单一的表面，这意味着“你只需要提高空气动力学效率来托起这一个表面就行了”，报告第一作者菲莉帕·奥尔德汉姆解释说。
“目前的客机设计像是身负双翼的雪茄烟，它的表面积更大，导致阻力增加，因此空气动力学效率不算高。”
协和式飞机的下一张面孔
全球第一大国防承包商、美国航空航天制造商洛克希德·马丁公司的“超音速绿色机”形状像只巨大的飞镖，它能将巡航速度提升至接近两倍于音速。
像“超音速绿色机”这样的机型一旦投入生产，就将是协和式飞机以及图波列夫的图-144的接班人。只有上述两者是用于商业飞行的超音速飞机。然而协和式飞机却不是一位值得借鉴的前辈，因为其保养与维修的代价过于昂贵，一张机票的成本可以高达几千美元。
由于技术的进展，如今超音速飞机可以造得更好，同时更便宜。“协和式飞机的发动机设计和材料曾经是超前于时代的。”奥尔德汉姆说，“现在，我们能使它变得更实惠了。”
加拿大的英属哥伦比亚大学交通政策专家大卫·吉伦认为，当今日益全球化的经济，可以促使超音速飞机再度流行起来。“看看印度、中国和巴西市场的增长吧，它们需要一定的联结性。”而超音速飞机能提供更高效的联结方式。
“极超音速”：巨大障碍和巨大市场
一台SJX61-2超音速冲压喷气发动机可以创造怎样的速度？2008年，美国航空航天局兰利研究中心在模拟飞行条件下得出的结论是：5倍于音速。
超音速冲压喷气发动机没有运动机件，取而代之的是，它吸收空气中的氧，燃烧氢燃料。只有在5倍音速甚至更高速的条件下，它才能顺利地收集气体、压缩并加热到可燃温度。
那场模拟飞行测试之后又过了3年，超音速冲压喷气发动机仍然有巨大的技术障碍等待被克服。吉伦说，他不指望看到它能很快为商业客机提供动力。“甚至在军队里都还看不到这种东西呢，至少，他们没有公开让我们看见。”
奥尔德汉姆认为“极超音速飞机”还有条很长的路要走，但超音速冲压喷气发动机为商用客机所用，会在未来某天成为可能，或许这一天就在15年后。
“它们最后都会从国防市场流向商业和民用领域的。事情总是如此。”她说。
为了省油，一群客机排成“V”字招摇而过
照片上，4架喷气式飞机排成紧密、整齐的队形，正在一起飞跃新泽西。英国机械工程师协会的报告认为，未来海外或长途飞行的航班可以用“V”形编队飞行，因为这样做节省的燃油高达12%。
我们都在课本上看到过类似的情景：一些鸟类在长途飞行中，使用这种策略来省力气。这是因为飞行时空气沿着鸟翅流动，形成旋涡，会对跟在身后的鸟造成阻力。但只要编队时稍微错开身形，排在后面的鸟就能利用这种漩涡的拖拽力。
工程师们早就想试试让飞机也这么排队了。“我认为目前研发出的仪器能很好地掌控垂直距离。几架飞机之间的垂直距离是多少、飞机与地面间垂直距离又是多少，都能被测量出来。”吉伦说。困难是如何把握飞机的横向距离，以保证它们近得可以利用编队省油，同时又远得足够安全。
对横向距离的把握已经得到了改善，但仍然有一定的可变性。奥尔德汉姆认为，技术上来说，编队飞行已经成熟得差不多可以提上日程了。“由于航空电子技术的进步，飞机现在甚至能用遥感红外摄像机锁定前面的飞机。”
而且对长线航班来说，编队飞行是最占便宜的。“比方说有几个同样从伦敦起飞的航班，目标都是大洋彼岸，那它们就可以组队飞行，一起节省燃料。”奥尔德汉姆说，“越过大西洋之后再散开，该飞纽约的飞纽约，该飞波士顿的飞波士顿。”
享受空中加油服务
空中加油在军事上早就不是什么稀罕事了，但商用客机还没有享受到这种待遇。空中加油没有蔓延到商业航空领域，一大原因是这么做需要有庞大的基础设施来提供支持。“首先，你得建立一个全球性的运油飞机网络。”奥尔德汉姆说。在天上开满加油站，可不是容易的事。
将空中加油商业化有什么好处呢？一种说法是，这将使飞行更节能，因为飞机不必包裹着满满的燃料起飞了。但是吉伦对这种说法持怀疑态度。
“我的看法是，你不一定真能从这上面省下钱，因为燃料其实还是被携带着上了天，只不过依靠的不是这架飞机。”他说，“你要么是在为你乘坐的飞机掏钱，要么为加油飞机掏钱，所以我觉得算下来你的收益是零，如果没有倒赔钱的话。”
确实，技术挑战可以被克服，但乘客们是否愿意为空中加油埋单就不清楚了。
“我们早在多年前，就看到过军事上的空中加油演示了，不过这和一架商业客机在你眼前空中加油是不同的。”奥尔德汉姆说，“这项技术倒是挺成熟了，但我们的心理准备好了吗？”
美国《国家地理》杂志
作者：编译 黄慈
(责任编辑：高沛勇) |
