
NASA的X-59,如图所示,被设计成飞行速度比声音快,但产生更安静的“砰砰声”而不是轰鸣声。为了测试公众对这种噪音的看法,“任务”计划的一部分包括让X-59飞越几个社区,调查人们的反应。来源:洛克希德·马丁公司
NASA正在解决这个问题禁止民用超能力武器通过开发X-59飞机,可以最大限度地减少在陆地上飞行尼克只发出“砰砰”的声音。这一举措可能会导致监管方面的变化,优先考虑噪音水平而不是速度,在确保安全性、可持续性和减少噪音污染的同时,可能会使空中旅行速度比陆地增加一倍。
50年前,美国联邦政府禁止所有民用超音速飞机在陆地上空飞行。
该规定禁止非军用飞机飞行速度超过音速,这样它们产生的音爆就不会吓到下面的公众,也不会让他们担心潜在的财产损失。
这项禁令于1973年4月27日正式生效,在超音速军用飞机飞过的城市里,这项禁令的出台受到了民意调查的强烈影响。许多人说他们不喜欢他们听到的声音,也不喜欢他们的窗户因为音爆而发出的嘎嘎声。
尽管一些研究提出了减轻音爆影响的方法,但20世纪60年代和70年代初的航空技术还不够成熟,无法及时完全解决这个问题,从而阻止该规定的颁布。
但今天,NASA正在研究解决方案。
“这是一个今天许多人都没有意识到的规则,但它是我们的探索任务的核心,它是安静的超音速X-59飞机,”美国宇航局的探索任务集成经理彼得科恩说。
空军B-58 Hustler超音速轰炸机是20世纪60年代用于在美国城市上空产生音爆的许多军用飞机之一,以观察公众对这种声音的反应。这项研究促使1973年开始禁止民用飞机在陆地上进行超音速飞行。来源:空军
美国国家航空航天局的X-59被设计成比声音更快的飞行,但大大降低了噪音-如果他们听到任何声音,下面的人会听到声音“砰砰”而不是轰鸣声。为了测试公众对这种噪音的看法,“任务”计划的一部分包括让X-59飞越几个社区,调查人们的反应。
NASA将把结果提交给美国和国际监管机构,他们将考虑新的规则,解除已经实施了很长时间的禁令。其目标是将监管重点转移到飞机产生的声音上,而不是速度限制。
砰砰
联邦政府禁止超音速飞行的起源要追溯到1947年,当时火箭动力的XS-1飞机首次突破音障,开启了超声研究的英雄时代。
起初,这一切都是关于学习飞得更快更高的x型飞机。没有人再去想音爆,主要是因为很少有人住在进行研究的地方。
尽管早期人们对飞机飞行速度超过音速并产生我们听到的音爆大气冲击波的神秘现象很感兴趣,但几乎没有工具和有限的数据可以帮助理解发生了什么。
但随着空军和海军开始在全国各地的基地部署大量超音速喷气式飞机,随着越来越多的公众接触到这种经常令人担忧的噪音,对音爆的兴趣迅速增长。
美国宇航局将把结果提交给美国和国际监管机构,他们将考虑制定新的规则,解除已经实施了很长时间的民用超音速飞行禁令。资料来源:英国米尔登霍尔皇家空军
从1956年开始,一直持续到20世纪60年代,空军、海军、美国国家航空航天局和联邦航空管理局(FAA)利用各种资源研究音爆在各种条件下是如何形成的,它们对建筑物的影响,以及公众在不同地点的反应。
在那些年里,亚特兰大、芝加哥、达拉斯、丹佛、洛杉矶和明尼阿波利斯等地的居民使用了多种类型的超音速喷气式飞机,他们都暴露在军用战斗机和轰炸机在高空飞过头顶时发出的音爆中。
两个集中的研究——一个是1961年在圣路易斯,另一个是1964年在俄克拉荷马城(分别被称为邦戈和邦戈II)——毫无疑问,公众并不完全支持常规的从上面下来的音爆。
这些试验引发了全国性的新闻,并助长了人们对超音速飞行的强烈负面情绪。
美国国家航空航天局(NASA)的“探索”任务图像显示了一组住宅上方,环绕研究飞机的程式化超音速冲击波。这些图像突出了这次任务期间将在美国几个城市进行的突破性研究。图片来源:NASA / Maria Werries
的Supersonic运输
随着这项更好地理解和预测音爆形成的工作继续进行,并产生了如何通过改变飞机形状来最小化音爆的第一个概念,美国政府开始与工业界合作,试图开发超音速运输机(SST)。
1963年6月,约翰·f·肯尼迪总统宣布了SST,从技术角度提高了人们对研究和减轻音爆的兴趣,使这项研究成为当务之急。
SST项目旨在生产一种新型商用超音速客机的原型,能够以三倍音速的速度在世界任何地方搭载多达300名乘客。
(请注意,声音的速度取决于温度和海拔等因素。在海平面和华氏68度,时速为768英里)
航空界正在竞相发展对超音速冲击波的理解,以降低海温潜在的音爆噪音水平。但这些研究人员无法超越环境问题和政策讨论出现的速度,甚至在飞机建造之前就有可能停飞。
1968年夏天发生的三件事证明了这一点:
5月31日,在科罗拉多州空军学院举行的一场仪式上,一架F-105“雷霆”战斗机在学校上空飞行50英尺时突破了音障。所以的
尼克的爆炸震碎了ico一侧的200扇窗户
造成十多人受伤。一周后的6月8日,《纽约时报》发表了一篇社论,利用科罗拉多州的事件来强调这种危险
Nic繁荣代表着国家的和平与福祉,声称许多人“害怕得要死”。随后于7月21日与Co
国会指示联邦航空局为“公司”制定标准
飞机噪音的控制与消减等
nic繁荣。”
几年后,美国联邦航空局正式提出了一项限制民用飞机飞行速度超过1马赫的规定。然后在1971年5月,国会取消了SST计划,两年后禁止民用超音速飞行在陆地上生效。
在同一时期,英国和法国正在开发和试飞协和式飞机,协和式飞机在1976年至2003年间继续提供商业超音速航空旅行。它的消亡有很多原因,包括2000年的一次致命车祸,但经济和环境问题是最重要的原因。由于美国和其他国家的禁令,限制飞机在陆地上以超过音速的速度飞行,这极大地限制了它的创收选择。
速度vs声音
展望未来,为了解除禁令,并为陆地上的超音速航空旅行创造一个可行的市场,监管机构的想法是,将新规则建立在与以前不同的标准上。
1973年制定的速度限制没有考虑到飞机可以超音速飞行的可能性,但也没有产生可能影响到下面任何人的音爆。这在当时是一个公平的评估,因为实现这一目标所需的技术还不存在。
“现在是这样了,”科恩说。“因此,我们提议的规则不是仅仅基于速度,而是基于声音。如果超音速飞行的声音不足以干扰到下面的人,那么飞机就没有理由不能超音速飞行。”
在过去的半个世纪里,美国国家航空航天局的航空革新者们有条不紊地克服了平息这股热潮的挑战。quest的X-59正在证明这项技术的道路上,社区飞越和最重要的公众调查将紧随其后。
尽管如此,公众对超音速飞机在头顶飞行的接受程度远远超出了音爆噪音。机场噪音、排放和气候影响都是仍然需要解决的因素。
NASA正与政府、工业和学术合作伙伴一起努力解决这些挑战。但是,在第一步——解除长达半个世纪的陆地超音速飞行禁令——完成之前,这些都无关紧要。
科恩说:“我们很高兴能向前迈出这一大步,但我们认识到还有更多的工作要做。”
这篇文章的大部分内容是基于劳伦斯·本森的工作,他写了美国宇航局的官方历史书《消音爆:成形音爆演示器和对安静超音速飞行的追求》。点击这里阅读。




