最近兩款新型超音速客機準備攜帶舊夢，重返藍天。一款是NASA和洛克希德馬丁公司合作開發的X-59飛機，另一款是Boom 公司的Overture型超音速飛機三分之一比例的演示器——XB-1超音速演示飛機。

來源：賢集網、參考消息、錢鑫博士等

超音速飛機是指能夠以超過音速約1200公里/小時的速度飛行的飛機，它能夠大大縮短長途旅行的時間，提高航空運輸的效率。然而由于超音速飛機在飛行過程中會產生巨大的聲爆，對環境和人類造成噪音污染，以及其高昂的運營成本和油耗，導致超音速飛機一直沒有得到廣泛的商業化應用。

目前，唯一實現過商業運營的超音速客機是英法合作研制的協和號，在運營期間，由于票價昂貴、維護和運營成本極高、市場需求不大等因素，“協和”號最終于2003年停止運營。

自“協和”號退役以來，近二十年間市場上沒有再出現超音速客機。然而，隨著技術的進步和市場對于快速旅行的需求，超音速客機又重新獲得民用飛行的青睞，目前市場上有多家公司參與到了超音速客機的研發當中。

Part 1

X-59低噪音飛機

NASA和洛克希德馬丁公司的X-59靜音超音速技術自2016年開始研發，旨在開發重新推出商用民用超音速飛機的技術。為了能夠保持靜音，X-59具有超長的針鼻和特殊設計的機身，能夠分散沖擊波，使其變成比汽車關門聲還小的砰砰聲。

X-59由通用電氣 F414 發動機提供動力，后燃燒器可產生22000磅（9979千克）的推力。

這將推動飛機在55000英尺（16800 米）的高度上以 1.5 馬赫的速度飛行。飛行員將使用增強型視覺系統，通過4K攝像機提供外部視野。X-59預計飛行速度為音速的1.4倍，每小時可以達到1500公里左右。

長度超過30米，機頭長度約為9米，能夠將音爆噪聲降低至75分貝

X-59由碳纖維增強復合材料制成的細長機頭和三角形機翼旨在傳播超音速沖擊波，從而減少在地面上聽到的聲音，發動機也放置在機翼上方，以進一步降低噪音。

采用碳纖維復合材料的理由之一，是理論上這種材料有助于降低飛行噪聲，而“協和”客機運行時所產生的巨大噪聲是其遭到抵制的原因之一。因此現在所有的超聲速飛機項目都將降噪視為重點需要解決的問題之一。

在最終設計中，碳纖維復合材料用于制造機鼻和機頭，機翼頂部和底部蒙皮，襟翼、方向舵和副翼，飛機頂部的T形尾翼后緣，尾翼的尖端，也就是后部的水平尾翼，XVS攝像機上方的圓頂，以及進氣管。

按重量計算，碳纖維復合材料部件約占9500磅空機身的2050磅（22%）。為這些部件選擇的最普遍的復合材料是Solvay MTM-45碳纖維/環氧樹脂預浸料，該預浸料最初是為了實現高壓釜外（OOA）固化而開發的。

Part 2

XB-1超音速演示飛機

Boom公司的超音速客機計劃同樣始于 2016 年，并命名為Overture，這是一款2.2馬赫的商業客機，可容納55至75名乘客。其設計目標是能夠以每小時2700公里約2.2倍音速的速度飛行，將紐約到倫敦的航程縮短到3.5小時。

出于安全角度考慮，近年來該公司一直在打造Overture型超音速飛機三分之一比例的演示器——XB-1超音速演示飛機。在XB-1超音速演示飛機上將展示主流超音速飛行的關鍵技術，主要包括先進的碳纖維復合材料，以及空氣動力學和推進力設計和分析。其中，XB-1采用了碳纖維和鈦合金機身，長71英尺。它的弓形（改良的三角洲）機翼能夠在起飛和著陸以及超音速時安全運行。

根據Boom Supersonic公司官網消息，在過去的2023年，XB-1已經獲得了美國聯邦航空管理局的適航證書，完成了廣泛的飛行準備審查（FRR），并成功執行了一系列綜合地面和滑行測試。

近階段的最新測試針對三個系統進行了改進，分別是：升級XB-1的起落架（以提高可靠性）、優化發動機進氣口（以提高發動機失速阻力）和調整XB-1的阻尼器（以提高穩定性和控制力）。這些針對飛機的優化使得XB-1的首次飛行推遲到2024年初。這些經驗也反映了XB-1的核心目的：每一項都代表了技術進步，為公司的Overture超音速客機的順利成功交付鋪平了道路。

作為超音速演示飛機XB-1的關鍵原材料，碳纖維復合材料是不可或缺的。該演示飛機的機身、機翼、垂直尾翼、水平尾翼、進氣口、副翼和方向舵均采用了日本東麗公司下屬Toray Advanced Composites公司的TC350-1增韌環氧預浸料制成，在外部還預涂了美國Hexcel公司的IM7碳纖維，只有發動機機艙和后機身是金屬的。

碳纖維復合材料在XB-1的機體結構中發揮著重要作用。因為碳纖維具有輕質、高強度的特點，被廣泛應用于飛機的外部殼體結構。相較于傳統的金屬材料，碳纖維的使用可以大幅度減輕飛機的整體重量，從而降低燃油消耗和排放量。這意味著XB-1可以以更高的速度飛行，同時降低對環境的影響。

碳纖維復合材料還用于XB-1的機翼和垂直尾翼等關鍵部位。由于這些部位對于飛機的操控和穩定性至關重要，因此需要具備優異的強度和剛度。碳纖維復合材料能夠滿足這些要求，并且相對于傳統的金屬材料，具有更好的疲勞壽命和耐久性。通過使用碳纖維材料，XB-1在高速飛行過程中能夠更好地應對風壓和氣動力的挑戰，提供更穩定和安全的飛行體驗。

除此之外，碳纖維復合材料還應用于XB-1的部分內飾設計。由于碳纖維材料的外觀獨特，具有獨特的紋理和質感，因此在飛機的內部設計中，可以為乘客營造出現代感和科技感。這不僅提升了乘客的舒適體驗，還體現了XB-1作為一款超音速客機的先進性和創新性。

Part 3

碳纖維以外的其他先進材料

XB-1中也使用了一定量的鈦，鈦金屬具有極高的強度，還可與碳纖維復合材料相容，兩者具有相似的熱特性，和更接近的膨脹速率，使其成為超音速飛機制造的理想配對。
XB-1的主起落架艙壁由一塊4英寸厚、重達66磅的鈦板制成。它是XB-1中比強度最高的材料之一，艙壁將在著陸速度下承受大部分載荷。當XB-1著陸時，艙壁將從每個起落架吸收高達112,000磅的力。由于這部分的強度要求，后機身的大部分也是用鈦制造的。

XB-1中還使用了熱塑性聚醚酰亞胺9085，這種熱塑性塑料不僅可以3D打印；它堅固、輕便、阻燃。在XB-1中，三級支架、夾緊塊、墊片、管道和燃料關閉裝置大多在Boom內部使用3D打印的Ultem 9085制造。
雖然XB-1采用了許多新材料，但它也包括經過試驗和測試的材料，如鋁、不銹鋼、橡膠、黃銅、青銅、丙烯酸和銅。每種都非常適合每個零件的特定用途，并提供超音速飛行所需的強度、耐熱性、耐用性、重量、可加工性和性能。這些材料將在Boom準備推出和首次飛行時為XB-1提供足夠的材料。