CAN民航 |50座级超声速客机未来10年潜在市场 达2600亿美元


小编语

距离“协和”号超声速客机问世已有半个多世纪,关于经济可行的超声速客机的发展前景依然不太明朗。但是多家初创公司近来陆续公布了多款超声速客机的研制计划,NASA也公布了超声速验证机的研制项目,似乎一批超声速客机的使能技术正在逐渐成熟,市场对超声速客机的需求也正在上升。以下是近来一些超声速飞机/验证机方案的介绍。

博姆技术公司50座级三发超声速飞机

博姆技术公司位于科罗拉多州丹佛市,今年初公布了其40座级、双发超声速运输机方案。如今,该公司更新了方案,将飞机机身加长到约47米,座级增加到50,双发改为三发,巡航马赫数为2.2。三发布局满足ETOPS180分钟要求,能够进行远程的跨洋航线飞行。

博姆技术公司50座级三发超声速飞机

与下一代超声速喷气公务机和NASA静音超声速X验证机不同,博姆技术公司的超声速飞机既不是低声爆也不是低马赫数设计,而是采用了三角翼布局,巡航马赫数略高于“协和”号,希望获得在7400千米跨洋航线上更高的利用率和更短的航段时间。

博姆技术公司将最初的设计从40座级增加到50座级,在尾部增加了第三台发动机,机身长度和翼展都有加长,原来垂尾的月牙形前缘变成了直线,尾部两侧增加的进气道为第三台内埋于机身尾椎内的发动机提供进气。

关于发动机,目前有一军一民两个核心机可供选择。博姆技术公司计划在2017~2018年选出合适的发动机核心机,2023年交付该机。目前,公司正在开发1/3缩比的原型机XB-1,用来验证关键的气动特性。XB-1将应用3台GE CJ610涡喷发动机,计划在2017年晚些时候在科罗拉多开展亚声速飞行包线拓展试验。然后转场加利福尼亚爱德华兹空军基地开展超声速飞行试验。

根据博伊德国际集团市场预测,未来10年该机拥有1300架的市场需求,按照单价2亿美元计算,市场价值为2600亿美元。最大的潜在市场是北美,预计需要377架,其次是欧洲,需要约360架。中东和非洲为第三大市场,需要约250架。亚洲和中国的需求分别为128架和100架。

Aerion公司12座级三发超声速公务机——AS2

Aerion公司12座级三发超声速公务机——AS2

Aerion公司从2000年开始研制超声速喷气公务机,计划在2017年底启动取证程序。空客防务与空间公司已经为其提供工程帮助。AS2公务机采用自然层流机翼,具有在超声速和亚声速下的高气动效率,该机为12座,在马赫数1.4下的航程达8797千米,在马赫数0.95下的航程达9816千米。部分公务机所有权运营商Flexjet公司已经订购了20架AS2公务机,计划2023年开展跨洋运输。

斯派克航宇公司12~18座级的双发超声速公务机——S-512

斯派克航宇公司12~18座级的双发超声速公务机——S-512

斯派克航宇公司从2013年开始S-512超声速喷气公务机的初步设计,计划2022~2023年交付。该机为12~18座,采用双发布局,设计巡航马赫数1.6,航程11482千米。斯派克利用机身外形设计降低了机身头部和尾部的激波压力峰值从而降低声爆,希望将声爆等级降至70PLdB。西班牙航空结构制造商Aernnova为斯派克航宇提供了帮助。

S-512按照目前的适航标准设计,能够在水面上空和某些欧亚之间的特定线路进行超声速飞行,如果未来适航标准修改,其较低的声爆水平也支持其跨美国大陆超声速飞行。

斯派克航宇S-512超声速公务机设计马赫数1.6,采用无尾大后掠角机翼布局。航程范围7778千米 (大陆上空飞行)~11482千米(水面上空飞行)。飞机采用大后掠角λ形机翼,机翼前缘为全翼展襟翼,后缘为多功能襟翼。

S-512的气动设计几乎全部依靠先进CFD方法完成。斯派克航宇使用了CD-Adapco公司的STAR-CCM+工程模拟软件以及Rescale云计算平台。采用CFD设计获得的成果包括细长,曲线形的前机身,这种设计能够对机头激波进行修形从而降低波阻和声爆;还有大后掠机翼的钝头前缘,以及通过调整前后缘襟翼可实现偏离设计点的气动性能调节。

对于低声爆分析过程,工程师采用STAR-CCM+软件进行激波和膨胀波的建模,获得机体上的压力分布。然后采用自研程序模拟压力在大气中的传播,获得地面的声爆等级。

NASA的静音超声速验证机——QueSST

NASA的静音超声速验证机——QueSST

洛马公司正在进行NASA低声爆验证机QueSST的初步设计。QueSST为单发设计,巡航马赫数1.4,用以验证和最小化100~120座级超声速客机的声爆,以及75PLdB的声爆能否被公众所接受。NASA计划2019年进行QueSST首飞,2020年开展公众接受度测试。研究结果将有助于适航当局解除大陆上空超声速飞行的禁令。

本文转载编辑自公众号:中国航空报

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