复兴协和——音爆超音速公司的超音速客机计划

摘要：今年2 月 10 日，音爆超音速公司（Boom Supersonic ）的 XB-1 技术演示机在加利福尼亚州的莫哈韦航空航天港结束了第 13 次也是最后一次飞行，结束了短暂但具有历史意义的试飞生涯，媒体称其为“首架突破音障的私人开发专用超音速有人驾驶民用喷气

“滚回绘图板”被淘汰的飞行器方案420

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序曲

今年2 月 10 日，音爆超音速公司（Boom Supersonic ）的 XB-1 技术演示机在加利福尼亚州的莫哈韦航空航天港结束了第 13 次也是最后一次飞行，结束了短暂但具有历史意义的试飞生涯，媒体称其为“首架突破音障的私人开发专用超音速有人驾驶民用喷气机”，这个称号一个定语都不能少，因为单纯的私人超音速飞行器，维珍银河公司的火箭飞机“太空船2号”早就达到了。

XB-1

XB-1 为 Boom 的四引擎“序曲”（ Overture ）80座客机铺平了道路，“序曲”可以以 1.7 马赫的速度巡航，是目前目前正在开发的唯一一个大型超音速商用客机项目，计划于 2029 年投入服务。

序曲早期

序曲

提到超音速客机“协和”是无法绕过的，作为冷战竞赛的技术成就，协和在技术上是非常成功的。但作为一架盈利机器，“协和”是一个绝对失败的项目，高昂的票价导致其只是少数富裕精英的玩具，即便如此英航和法航仍然赔本，自从协和在2003年退役后，超音速飞行变成航空公司不敢提的禁忌，也没有大型制造商敢于开发超音速的商业客机。

大型客机制造商不敢涉足的领域，正是初创公司的地盘，音爆希望首先在成本上取得突破，让“序曲”的票价只相当于今天的商务舱票价，从而为普及超音速旅行开个头。

XB-1

从协和飞机以来，计算机建模、计算流体动力学（CFD）、先进材料等方面已有五十年的进步，让肖尔（Scholl）对这一目标充满信心，但公司仍然需要向潜在的投资者展示其工程能力，证明“序曲”不是一个PPT项目，因此需要一架飞行演示平台，XB-1“宝宝音爆”（Baby Boom）随即诞生。

XB-1 作为“序曲”的1/3比例超音速概念验证演示机开发，目的在收集试飞数据、获取知识，并向世界证明一个私人资助的团队能够设计和制造超音速飞机。最初设计为可以保持 2.2 马赫的速度，航程超过 1,000 海里（1,900 公里）。

XB-1

XB-1最初的设计于 2016 年 11 月 15 日在科罗拉多州丹佛附近的多佛谷百年机场揭晓，最初计划在 2017 年底进行首次亚音速飞行，由两台通用电气 CJ610（GE J85 的民用版本）涡轮喷气发动机提供动力，并计划在其他地方进行后续的超音速飞行测试。

XB-1早期双发双座设计

2017 年 4 月，音爆公司宣布已获得足够的资金来建造和试飞。初步设计审查于 2017 年 6 月完成，并将发动机更换为三台GE J85 ，XB-1 的设计经历了三轮风洞测试。风洞测试于 2018 年 11 月完成，包括起降时起落架舱门对稳定性的影响以及超音速进气道测试。这些测试在协和飞机上花了十年时间。机身半部的碳纤维铺层计划于 2019 年初开始，总投资额上升至 2 亿美元。

XB-1“长 68 英尺（21 米），翼展 17 英尺（5.2 米），最大起飞重量为 13,500 磅（6,100 公斤）。由三台通用电气 J85 发动机提供动力，配有可变几何进气口和排气装置，原型机大量使用了碳纤维复合材料钛和不锈钢和3D打印技术。

XB-1的3D打印部件

接下来由于一系列的原因，首飞从2019年一直推迟到了2024 年，当年 3 月 22 日进行了首次飞行测试，2025 年 1 月 28 日，XB-1 从莫哈韦航空航天港进行了首次超音速试飞，由首席试飞员特里斯坦·布兰登堡驾驶。它三次突破音速，最高时速达到 1.1 倍音速，

2025 年 2 月 10 日，XB-1 的最后一次试飞中进行了第二次超音速飞行，随后试飞项目的结束。公司表示，在改进其音爆模型并优化预测马赫截止条件的算法后，XB-1 可以在不产生地表音爆的情况下实现超音速飞行。

序曲

音爆超音速的“序曲”计划起步于2016年，最初的设计为双发布局，40座位，使用曲线前缘的小展弦比后掠机翼。在10月设计被扩展到47 米长机身，可容纳多达 50 -60个座位，翼展得略微增加，并增加了第三台发动机，以支持适航证要求的长达 180 分钟的备降时间，从尾部两侧的进气口进气。最初的“序曲”客机计划将于 2023 年推出。

最早的双发“序曲”

Boom 最初瞄准马赫 2.2 的巡航速度，以适应跨洋航空公司的时间表，并获得更高的利用率，同时将机场噪音维持在第 4 级，类似于亚音速的远程飞机。

早期的三引擎“序曲”

早期的序曲是一款三引擎设计，增加的发动机安放在尾部从两侧进气口进气，同样配置的三引擎的XB-1演示飞行器基本以其为模版。2022年7月，公司宣布对 Overture 进行彻底重新设计，转变为四引擎配置，加长到最多80座，整体设计更接近 1970 年代未成功的波音 B-2707-300 设计。

新设计采用四个大型外部发动机舱，和协和的两组不同，但一般认为分开的发动机舱对超音速波阻力影响较大。它还配备了一个小型水平安定面。将发动机数量增加到四个可以使用更小、技术挑战更低的发动机，并以降低起降阶段噪音。机翼形状也进行了修改，更接近兰姆达翼，前视为海鸥形，以减少阻力。机翼展弦比1.5，低速阻力较大，飞机在起飞时需要更高的推力，还需要解决着陆时的抬头姿态问题。

采用碳纤维为主的机身结构，机体维护成本预计与其他碳纤维客机相似。和协和相比，序曲的燃油消耗减少 20-30%。主要得益于其使用非加力发动机、复合材料结构以及自新的气动技术。序曲还使用了最新的引爆抑制技术，以达到FAA的陆地上空超音速飞行标准，据称序曲以1马赫飞行时其地面噪音并不比777-300ER这样的大型远程客机更大。

序曲配套的引擎为音爆“交响曲”（Boom Symphony）计划作为一种双转子中旁路涡扇发动机。该引擎起飞时推力 35,000 磅（160 千牛），支持序曲以 1.7 马赫的超巡航，并可选择使用可持续航空燃料。

交响乐原型

交响乐结构

发动机的开发将由克拉托斯子公司佛罗里达涡轮技术公司负责引擎设计，由 GE 航空子公司 Colibrium 增材制造（前称 GE Additive）提供增材制造咨询，以及由 StandardAero 负责维护。音爆计划 2025 年在北卡罗来纳州格林斯伯勒的序曲工厂开始生产该发动机。

序曲项目预计花费60亿美元除了融资以外，2022年还获得了美国空军的6000万美元资助。公司预计市场需求可达 1000 架超音速客机，每天服务 500 条可行航线。在海洋上空可以达到1.7马赫巡航速度，纽约与伦敦之间的飞行时间为 3 小时 30 分钟；纽约与法兰克福之间为 4 小时。航程为 4,500 海里（8,300 公里），跨太平洋航班将需要加油停留：旧金山与东京之间的飞行时间为 6 小时。大西洋航线的往返票价定在5000美元，和公务舱基本持平。

序曲的单机目标售价为2亿美元，直到目前，序曲仍然有包括美国航空、联合航空和日本航空在内的136架意向订单。但由于在演示机项目上的拖拖拉拉，原定2025年推出序曲显然已经不可能，新的上市计划预计在2029年推出首架原型机。不过，根据音爆公司在XB-1项目上的状态，如期推出几乎是不可能的，想要回到协和时代，恐怕还要10年。