美國國家航空暨太空總署（NASA）正在透過開發X-59 飛機來解決長期以來禁止民用超音速陸上飛行的問題，該飛機的目標是將音爆減少到”砰”的一聲。這項措施可能會帶來監管方面的變化，使噪音水平優先於速度，從而有可能將陸上航空旅行速度提高一倍，同時確保安全、永續性和減少噪音污染。

圖中所示的美國國家航空暨太空總署的X-59 號飛機，其設計飛行速度比聲音還快，但產生的聲波”砰砰”聲比飛機轟鳴聲更小。為了測試公眾對這種噪音的感受，Quesst 計劃的一部分包括讓X-59 在幾個社區上空飛行，以調查人們的反應。資料來源：洛克希德-馬丁公司

50 年前，美國聯邦政府禁止所有民用超音速飛機在陸地上空飛行。該規則禁止非軍用飛機以快於聲音的速度飛行，這樣它們產生的音爆就不會驚嚇到下方的公眾，也不會讓他們擔心潛在的財產損失。

該禁令於1973 年4 月27 日正式生效，在超音速軍用噴射機飛過的城市進行的民意調查對禁令的出台產生了很大影響。許多人表示，他們不喜歡聽到的聲音，也不喜歡車窗被音響爆紅。

儘管一些研究提出了減緩音爆影響的方法，但20 世紀60 年代和70 年代初的航空技術還不夠成熟，無法及時完全解決這個問題，從而阻止了該規則的頒布。

但如今，美國國家航空暨太空總署正在研究一種解決方案。

美國國家航空暨太空總署Quesst 任務整合經理彼得-庫恩（Peter Coen）說：”這是一條今天很多人都不知道的規則，但它卻是我們Quesst 任務的核心所在，因為我們的X-59 飛機是靜音超音速飛機。

空軍的B-58 Hustler 超音速轟炸機是20 世紀60 年代用於在美國城市上空產生音爆的眾多軍用噴射機之一，以觀察公眾對聲音的反應。這項研究促使美國從1973 年開始禁止民用超音速飛機在陸地上空飛行。資料來源：空軍

美國國家航空暨太空總署的X-59 被設計成以比聲音更快的速度飛行，但噪音卻大大降低–如果發出任何聲音的話，下面的人會聽到聲波”砰砰”聲，而不是轟鳴聲。為了測試公眾對這種噪音的感受，Quesst 計劃的一部分包括讓X-59 在幾個社區上空飛行，以調查人們的反應。

美國國家航空暨太空總署（NASA）將把結果提交給美國和國際監管機構，他們將考慮制定新的規則，以取消長期以來實施的禁令。我們的目標是轉變監管方式，並專注於飛機產生的聲音，而不是速度限制。

“我們肯定已經準備好書寫超音速飛行史上的新篇章，使陸上空中旅行的速度提高一倍，但這種方式是安全的、可持續的，而且比以前安靜得多”。

– Peter Coen，NASA Quesst 任務整合經理

聯邦對超音速飛行禁令的起源可以追溯到1947 年，當時以火箭為動力的XS-1 飛機首次突破了音障，開啟了超音速研究的英雄時代。

起初，人們只是為了學習如何讓X 型飛機飛得更快、更高。沒有人考慮音爆的問題，主要是因為很少人住在進行研究的地方。

儘管人們很早就對飛機飛行速度超過音速時產生的大氣衝擊波（我們聽到的音爆）這一神秘現象產生了興趣，但當時卻沒有什麼工具和有限的數據來幫助了解發生了什麼。

但是，隨著空軍和海軍開始在全國各地的基地部署大量超音速噴射機，越來越多的公眾開始接觸到這種經常令人震驚的噪音，人們對音爆的興趣也迅速增長。

美國國家航空暨太空總署將向美國和國際監管機構提交結果，後者將考慮制定新的規則，以取消長期以來實施的民用超音速飛行禁令。資料來源：英國皇家空軍米爾登霍爾基地

從1956 年開始，一直到20 世紀60 年代，空軍、海軍、美國國家航空暨太空總署（NASA）和美國聯邦航空管理局（FAA）都動用資源，研究音爆在各種條件下是如何形成的，對建築物可能產生什麼影響，以及公眾在不同地點會有什麼反應。

多年來，亞特蘭大、芝加哥、達拉斯、丹佛、洛杉磯和明尼阿波利斯等地的居民在使用多種類型的超音速噴射機時，都會受到軍用戰鬥機和轟炸機在高空飛行時產生的音爆影響。

兩個集中研究–一次是1961 年在聖路易斯上空，另一次是1964 年在俄克拉荷馬城上空（分別被稱為Bongo 和Bongo II）–毫無疑問，公眾並不完全支持從高空落下的常規音爆。

這些試驗引發了全國性的新聞報道，並助長了人們對超音速飛行的強烈負面情緒。

美國國家航空暨太空總署的Quesst 任務圖顯示了環繞著研究飛機的超音速衝擊波的造型，它位於一個住宅社區的上空。該圖像突顯了此次任務期間將在美國多個城市進行的突破性研究。圖片來源：NASA / Maria Werries

為了更了解和預測音爆的形成，美國政府開始與工業界合作，嘗試開發超音速運輸機（SST）。

1963 年6 月，約翰甘迺迪總統宣佈建造SST，從技術角度提高了人們對研究和緩解音爆的興趣，使這項研究成為當務之急。

SST 計畫旨在生產新型商用超音速客機的原型，這種客機能夠以三倍於音速的速度在世界任何地方搭載多達300 名乘客。 (請注意，聲速會因溫度和海拔高度等因素而變化。在海平面和華氏68 度時，音速為每小時768 英里）。

航空界競相發展對超音速衝擊波的認識，以降低SST 可能產生的音爆噪音水準。但是，這些研究人員的速度遠遠趕不上環境問題和政策討論的速度，甚至有可能在飛機製造之前就將其停飛。

1968 年夏天發生的三件事證明了這一點：

• 5 月31 日，在科羅拉多州空軍學院的一次典禮上，一架F-105 雷電戰鬥機在學校上空飛行50 英尺時突破音障。音爆炸毀了標誌性的空軍禮拜堂一側的200 扇窗戶，造成十幾人受傷。
• 一週後的6 月8 日，《紐約時報》發表了一篇社論，利用科羅拉多州發生的事件來強調音爆對國家和平與福祉的危害，聲稱許多人”被它嚇得半死”。
• 隨後，國會於7 月21 日指示聯邦航空局製定”控制和消除飛機噪音和音爆”的標準。

幾年內，美國聯邦航空局正式提出一項規則，限制民用飛機以超過1 馬赫的速度飛行。 1971 年5 月，美國國會取消了SST 計劃，兩年後，禁止民用飛機在陸地上空進行超音速飛行的規定正式生效。

在同一時期，英國和法國正在開發和試飛協和​​式飛機，該飛機在1976 年至2003 年期間提供了商業超音速航空旅行。協和式飛機的消亡有許多原因，包括2000 年的一次致命墜機，但經濟和環境問題是最主要的原因。美國和其他國家的禁令限制協和式飛機在陸地上以超過聲音的速度飛行，這大大限制了其創造收入選擇。

展望未來，為了取消禁令並使陸上超音速航空旅行有一個可行的市場，我們的想法是監管機構將根據與以前不同的標準制定新的規則。

1973 年制定的速度限制並沒有考慮到飛機可以超音速飛行，但又不會產生音爆影響到下面的人的可能性。當時的評估是公平的，因為當時還不存在實現超音速所需的技術。

“現在確實如此，”庫恩說。 “因此，我們建議根據聲音來製定規則，而不是僅僅根據速度來製定規則。如果超音速飛行的聲音不足以影響下面的人，那麼飛機就沒有理由不能超音速飛行。”

在過去的半個世紀裡，美國國家航空暨太空總署的航空創新者們有條不紊地攻克了讓轟鳴聲安靜下來的難題。奎斯特的X-59 正在證明這項技術的道路上，不久之後將進行社區飛越和最重要的公眾調查。

然而，今天大眾對超音速飛機在上空飛行的接受程度遠遠超出了音爆噪音。機場噪音、廢氣排放和氣候影響都是仍需解決的因素。

美國國家航空暨太空總署正與政府、工業界和學術界的合作夥伴一起，努力解決這些挑戰。但是，在第一步–解除長達半個世紀之久的陸上超音速飛行禁令–完成之前，這一切都不重要。

庫恩說：”我們很高興能向前邁出這一大步，但我們也認識到，還有更多的工作要做。”

本文大部分內容基於勞倫斯-本森（Lawrence Benson）的研究成果，他撰寫了美國國家航空航天局（NASA）官方歷史書《安靜的轟鳴：異型音爆演示器與安靜超音速飛行的探索》（ Quieting the Boom: The Shaped Sonic Boom Demonstrator and the Quest for Quiet Supersonic Flight）。點擊此處閱讀。

編譯來源：ScitechDaily