【行业动态】美国宇航局正在测试用于超音速客机的低噪声发动机

导读：

如果超音速客机想停靠全世界任何一个商业机场，那它就必须解决音爆以及超音速发动机带来的噪声问题。近日，美国航空航天局NASA正针对一款用于超音速客机的低噪声发动机进行地面试车，并划在今年年底之前进行风洞试验，在2019年首飞。

美国航空航天局NASA和洛克希德-马丁公司正在设计一个实验用的X-plane，称之为静音超音速技术QueSST验证机，并预计在2019年实现首飞X-Plane样机（自动驾驶型和有人驾驶型）。该项目旨在解决超音速商业飞行的最大问题之一：噪声问题，特别是当它突破音障时，飞机发出的噪音。否则，即使有公司研发出一款可靠的超音速客机，目前的航空法规仍将只允许这类飞机在海洋上突破音障。X-Plane的研制在"新航空视野"项目（New Aviation Horizons）框架下进行。

洛克希德-马丁公司负责了静音超音速技术QueSST的设计，其核心在于防止机身积聚的压力波聚结成一个大冲击波。这样的设计将使得客机突破音障时，只有一个低沉隆隆声的小音爆，而不是一个声音吓人的大冲击波，此外，洛克希德-马丁公司将在未来17个月获得2000万美元项目资金。

当然，音爆并不是在超音速喷气客机中存在的唯一的噪音问题，超音速客机的引擎本身声音也大得吓人，这对任何一个商业机场来说，都无法接受，特别是目前传统的客机引擎已经将噪声大幅降低到了一定限值。70年代末，协和号本身比亚音速喷气机声音更大，这是航空业不能接收这种机型的原因。

协和飞机（法语、英语：Concorde）是一款由法国宇航和英国飞机公司联合研制的中程超音速客机，它和苏联图波列夫设计局的图-144同为世界上少数曾投入商业使用的超音速客机。协和飞机在1969年首飞、1976年投入服务，主要用于执行从伦敦希思罗机场（英国航空）和巴黎戴高乐国际机场（法国航空）往返于纽约肯尼迪国际机场的跨大西洋定期航线。飞机能够在15000米的高空以2.02倍音速巡航，从巴黎飞到纽约只需约3小时20分钟，比普通民航客机节省超过一半时间，所以虽然票价昂贵但仍然深受商务旅客的欢迎。1996年2月7日，协和飞机从伦敦飞抵纽约仅耗时2小时52分钟59秒，创下了航班飞行的最快纪录。

协和飞机共生产了20架，其中仅有16架投入营运。巨大的资金投入和漫长的研发过程使英法两国政府蒙受了不小的经济损失，而且两国政府还不得不拨款资助英航和法航购买协和飞机。2000年，协和飞机发生了其营运生涯的第一次、也是唯一的一次灾难性事故——法国航空4590号班机空难，旅客对其信心大减，之后的911事件又使国际民航业陷入危机。受种种因素影响，英航和法航决定协和飞机执行完2003年10月23日的最后一次商业飞行后终止服务，并于同年11月26日完成“退役”航班后结束其27年的商业飞行生涯。协和飞机代表着航空技术史上的技术进步，因此即使退役后，协和飞机仍然是航空历史上的重要象征。

因此，美国航空航天局正在格伦研究中心上开展一种新型发动机尾喷管的地面测试，期望将发动机的排气噪声水平降低到行业限制水平。飞机噪声随着最大起飞质量MTOM的不同而不同，但总体来说介于250和300的有效感觉噪声分贝EPNdB。虽然目前NASA的噪音水平还算足够安静，但根据国际民用航空组织ICAO的计划，2017年噪声要求将进一步严格。

传感器安装在实验发动机的尾喷管来测量发动机噪声。

NASA的商业超音速技术项目中的噪声技术负责人詹姆斯-布里奇斯，告诉航空周刊：“我们的技术挑战是，证明我们设计的超音速商业飞机，能够达到像传统客机一样的噪声排放标准，这是一个巨大的挑战。”

QueSST的理想发动机是一个变循环发动机，又称三流道涡扇发动机。变循环发动机中的空气流道是3个，而不是传统的2个：除了核心机和旁通道2个流道外，还加了另外一个旁路通道。这种3流道发动机的优点就是：你能够改变航空发动机的涵道比，飞行员能够在启动的时候获得一个大涵道比，用于起飞和降低噪声。但在飞行过程中能够改变为一个小涵道比来获得最大的巡航效率。

目前在格伦中心测试的发动机喷管是由GE公司研发的倒速度曲线（IVP）尾喷管。这种设计将在排气之前，先将外涵道和内涵道的气流混合。第3股气流则从风扇直接以较低的速度射入主排气流中。

随着发动机尾喷管的地面试车正在进行，并计划在今年年底之前进行飞机模型的风洞试验，预计在本十年末，我们将能看到QueSST的首飞。

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