NASA的“静音”超音速飞机首飞成功

由洛克希德·马丁公司“臭鼬工厂”研制的X-59超音速喷气式飞机，从美国加利福尼亚州帕姆代尔的美国空军第42工厂起飞。NASA X-59首席试飞员尼尔斯·拉森驾驶该机完成首飞，验证了其适航性和安全性，起飞约一小时后，在加利福尼亚州爱德华兹的NASA阿姆斯特朗飞行研究中心附近着陆。NASA代理局长肖恩·达菲在声明中表示：“X-59是美国创造力的象征。这是我们DNA的一部分——渴望比任何人都飞得更远、更快，甚至更安静。”

目前，美国禁止商用飞机在陆地上空以超音速飞行，因为突破音障会在地面造成干扰，产生巨大的音爆，可能震碎窗户并触发警报。协和式飞机是唯一成功的超音速商用喷气式飞机，也仅限在海洋上空以超音速飞行。当飞机接近音速时，机身表面会形成压力波；达到超音速后，这些高压区域汇聚成巨大冲击波，产生类似双重雷声的音爆。

X-59凭借独特设计将音爆降至更低的“音砰”。它拥有占总长约三分之一的细长机头，可分解原本会在机身其他部位合并的压力波；发动机安装在机身上方（而非战斗机的下方），既保持机身底部光滑以减少冲击波，又将声波导向天空而非地面。NASA旨在为飞机制造商提供关键数据，助力研制噪音更小的超音速飞机。

独一无二的喷气式飞机 X-59是单座单发喷气式飞机，长99.7英尺（约30.4米），宽29.5英尺（约8.9米），长度几乎是F-16战斗机的两倍，但翼展略小。其驾驶舱和弹射座椅来自T-38喷气式教练机，起落架源自F-16，操纵杆则来自F-117隐形攻击机。发动机是经改装的通用电气F414（源自F/A-18战斗机），能在55,000英尺（约16,764米）高空以1.4马赫（约925英里/小时，约1488公里/小时）巡航，高度和速度几乎是商用客机的两倍。

X-59最显著的变化是没有玻璃驾驶舱窗户。为尽可能保持流线型，驾驶舱完全封闭，飞行员通过名为“外部可视系统（XVS）”的4K显示器观看外部摄像头画面。洛克希德·马丁公司X-59飞行器负责人迈克尔·布奥南诺解释：“从浅角度看玻璃时视线模糊，需一定倾斜度的显示屏保证光学性能，但这会产生强冲击波，破坏飞机低爆特性。”

据NASA，首飞中X-59在较低高度以约240英里/小时（约386公里/小时）飞行。未来测试中，它将逐步提速提至超音速——55,000英尺高空约659英里/小时（约1061公里/小时），海平面约761英里/小时（约1225公里/小时）。音速因温度（及较小程度因压力）而异，高海拔时会降低。

X-59项目飞行员詹姆斯·莱斯（将执行未来飞行任务）告诉《连线》：“首飞主要目标是安全着陆。”他驾驶F-15与X-59编队伴飞观察，“寻找飞行员看不到的机身外部问题，比如是否漏油，还要留意空中交通”。此次首飞X-59特意未收起落架（通常首查起落架是否收起）。

X-59在阿姆斯特朗中心成功着陆后，NASA和洛克希德·马丁工程师将分析飞行数据，为未来更快速度飞行做准备。

超音速飞行的未来 XVS只是研制低爆飞机所需现代技术之一，最终设计还离不开数十年计算流体动力学（通过计算机模拟流体流动的技术）研究和风洞测试。NASA商用超音速技术项目经理洛里·奥佐罗斯基称：“过去我们对飞机周围计算域划分仅几百万网格单元，现在正迈向10亿个。”

X-59达超音速后，下一步是验证“音砰”能否被地面人员接受。奥佐罗斯基说：“我们计划在美国多个社区上空飞行，通过调查了解人们对不同音量音爆的反应，在多地开展约一个月测试，将数据提交给FAA和国际监管机构，试图建立声音限制标准（而非速度限制）。”

若项目成功，将为超音速商用飞机铺路，或缩短一半旅行时间，Boom Supersonic等公司正致力于此。X-59已加入NASA创新X系列飞机（可追溯至1947年贝尔X-1首超音速飞行）。莱斯感慨：“从小读《大众科学》了解X系列飞机，从未想过能参与，这是我职业生涯的亮点。”