專家暢想未來航空業走向乘電動飛機去中央公園
到2044年,核聚變發電廠將為我們的城市提供能源,時髦的汽車可能都要靠電力驅動,醫生也可能會使用基因編輯技術來治療失明。但是大多數民用飛機可能仍然會以半個世紀前的速度飛行:每小時550到600英里(約966公里)。超音速飛行指的是飛行速度超過聲速(768英里/小時),它能大大縮短飛行時間。
在2003年隨著窄型協和式飛機的退役,超音速飛機的影響力正在下降。協和式飛機在美國和歐洲的之間以1300英里/小時的速度飛行了27年。史密森尼學會(Smithsonian Institution)國家航空航天博物館航空部門主席鮑勃范德林登(Bob van der Linden)在接受采訪時表示:“它失敗了,這是一個技術奇蹟,但運營成本太高。”
2003年協和式飛機退役
儘管一些雄心勃勃的超音速初創公司可能會在未來幾十年裡成功復興小型超音速商用飛機,但在未來25年乃至更長的時間裡,面向大眾的商用飛機不太可能發生太大變化。因為今天的傳統航空模式是有效的,是有利可圖的,而且是安全的。
威斯康星大學密爾沃基分校(University of Wisconsin-Milwaukee)專攻空氣動力學的機械工程教授Ryo Amano在接受采訪時指出:“改變飛機形狀的空間並不大,因為我們需要機翼和圓形機身的存在。 ”
空客A380
注定改變的是效率
范德林登認為:“你會看到飛機變得更有效率,任何突破都是為了提高效率。”這意味著減少燃料消耗,從而提高航空公司的利潤。當前以波音787和空客380為代表的新型飛機使用的是更輕的“複合材料”,而非更重的老式金屬,裝備了新型的、更高效的發動機,因此它們消耗的燃料更少。
Ryo Amano指出:“你不會看到太多的變化,但是在發動機系統內部有很大的改善。”
超音速的障礙
航空專家們達成了廣泛的共識:超音速飛行將縮短飛行時間。想像一下,從紐約到洛杉磯只需2.5小時的航程,從倫敦到紐約只需3.5小時以內的航程。正如協和式飛機所證明的那樣,高速引擎和空氣動力學設計技術確實存在。但這個領域也有許多難以逾越的障礙。
傳統的飛機可能會飛得慢一些,但它們是賺錢的。相比之下,飛行速度越快消耗的燃料就越多。這意味著機票會更貴。即使超音速飛機真的投入運營,它也只可能是專為富裕人群設計的小型飛機。。
像Boom這樣的初創公司進入航空業是件令人敬畏的事情。但是,與汽車行業一樣,他們不僅需要數十億美元的投入,還必須向機警的聯邦航空管理局(FAA)證明,自己的超音速飛機極其安全。
除了財務上的障礙,超音速飛機還必須應對環境問題。為環境監管機構提供技術和科學分析的國際清潔運輸委員會(International Council on Clean Transportation)最近發布的一份報告估計,到2035年,全球2000架超音速飛機編隊將向大氣中排放大量的碳。環保部門勢必採取限制措施。
新型超音速飛機
對於Boom、Aerion和其他公司的新型超音速飛機來說,當前在陸地上空進行類似飛行仍然是非法的,但美國聯邦航空管理局(FAA)可能會為新型超音速飛機再次在陸地上空飛行打開大門。因為美國聯邦航空局正在考慮有關噪音認證的規定和超音速飛機的其他規定,當然政府確定的噪音水平還需要美國陸地居民接受。
2018年,NASA開始研製一種典型的超音速飛機,被稱為X-Plane。這個耗資2.475億美元的項目預計要到2021年才能啟動,但當它啟動時,這艘94英尺(約28.7米)高的測試飛行器將在美國的社區和城市地區上空翱翔。這是一個實驗:創新設計帶來的航空業繁榮是否足夠安靜,能讓市民承受?
美國宇航局關於超音速飛機的概念機型
NASA當然有可能會成功。他們有一大群航空專家正在研究這個項目,他們也有能力提出一些有趣的想法,比如飛機的外殼可以微妙變化,以抑制聲波爆炸。如果一切順利,NASA的實驗飛機將把音爆變成無聲的重擊。
美國宇航局超音速概念機型飛越阿姆斯特朗飛行研究中心
即使美國國家航空航天局(NASA)成功了,這種飛機也要達到FAA的嚴格標準。但這是值得航空公司追求的目標嗎?現在看起來還無法確定。
速度之外的因素
雖然25年後,大多數客機仍將以600英里的時速在天空飛行,但這並不意味著航空旅行不會實現其他質的飛躍。
未來10年,以電池為動力的飛行出租車可能成為現實,它們將成為縮短城市短途旅行時間的小型飛機,“屆時人們會乘電動飛機去布魯克林或澤西城的中央公園——這非常令人興奮。”
航空業對全電動商用飛機也有相當大的興趣。Amano表示:“這是理想的主意,我們將因此節省大量燃料。更重要的是,有許多電動飛機初創公司正在穩步取得進展,改進現有的飛機,並為測試做準備。”
波音737 Max
但最終,無論飛機是使用內置電池還是昂貴的燃料,這些飛機的時速都可能大多維持在20世紀中期的水平。雖然以超音速飛行是“驚人的”,但人們信賴的、壽命長、老派的客機,只有在經過幾十年的服務之後才會被更輕、效率更高、內飾更方便的飛機所取代。