超音速飛機的案例
超音速飛機推進系統優化——擴壓器的CFD仿真分析
總的來說，仿真結果與實驗結果相當一致，這表明 CFD 模塊可以精確地求解高速湍流，包括超音速流動和激波。利用這一功能，工程技術人員可以優化跨音速擴壓器的設計，并增強超音速飛機的推進系統。
來源：COMSOL
Boom Supersonic宣布2023年有望試飛超音速飛機
據英國 《每日郵報》1月9日報道，創業公司Boom Supersonic宣布向超音速飛機Overture投資1億美元，設想以2.2馬赫(每小時2715公里)的速度行駛，可容納55個座位，到2023年，首批乘客有望試飛。這家總部位于科羅拉多州的公司的新投資者包括勞倫?鮑威爾?喬布斯領導的艾默生集團。
Boom Supersonic的創始人布萊克-舒爾稱，這筆新資金讓我們得以推進Overture的研發工作，這是世界上第一架經濟上可行的超音速飛機。他希望這種新型飛機能使超音速旅行變得便宜。最終，我們的目標是讓所有人都能負擔得起高速飛行。Boom Supersonic的超音速Overture噴氣式飛機將容納55名乘客，全商務艙設計。公司希望飛行速度超過聲速兩倍的Overture同航線的商務艙機票價格不相上下。未來的客戶包括維珍集團和日本航空，這兩家航空公司共預訂了30架飛機。
Overture是一款55座超音速客機，飛行速度是音速的兩倍以上，航程為5180英里。它可以在3.5小時內將乘客從倫敦運送到紐約——大約是目前所需時間的一半。Overture 票價將類似于今天的商務艙，為數千萬游客拓寬了視野。Overture將適應新一代替代燃料的使用，其碳足跡與當今商務艙旅行相當。該公司計劃今年推出Overture超音速客機的1:3比例原型機XB-1，這輛雙座飛機將用于試驗全尺寸噴氣式飛機各項技術，包括其高效空氣動力學、先進復合材料和高效推進系統。
Overture超音速噴氣機的最大挑戰就是發動機和降噪技術。Boom超音速公司目前正在研制一種客機的原型機，這種飛機可以突破音障，在3.5小時內將乘客從倫敦運送到紐約——大約是目前所需時間的一半。
展開 超音速科技即將再出江湖，上海到洛杉磯僅需6小時
7月23日消息，據國外媒體報道，自15年前超音速客機協和式飛機退役以來，業內不時有聲音稱要將商業航班再次實現超音速。現在看，這些計劃已經在接近現實。
三家美國航空航天公司——Boom Supersonic，Aerion Supersonic和Spike Aerospac——正在競相成為第一個將超音速客機推向市場的公司，其生產的噴氣式超音速客機的飛行速度將超過1馬赫，也就是每小時761英里或每小時1225公里。
這三家公司都計劃在2025年讓他們的超音速飛機開始服役。
圖示：飛機飛行的速度越高，在空氣中產生的沖擊波壓縮速度越快。
從技術上講，超音速飛行并不復雜。其面臨的挑戰是提供一種乘客能夠負擔得起的服務，帶來的污染更少。而且最重要的是消除協和式科技突破音障時的巨大噪聲。
研究表明，當飛機突破音障時產生的巨大雷鳴般噪音甚至會對機體結構造成損害。
圖示：美國國家航空航天局計劃的低空超音速飛行測試飛機。
“我們現在看到的是航空航天創業精神的復興，”Boom Supersonic首席執行官兼創始人布萊克·斯克爾(Blake Scholl)表示，該公司計劃建造一架能搭載55名乘客的三角翼飛機，最高速度可達到2.2馬赫（約合1,451英里/每小時或2,335公里/小時）。
“協和式飛機確實走在了時代的前列。這是一項巨大的技術成就，但它的燃油效率極低，因此運行成本非常昂貴，”他說。
消除音爆？
航空監管機構的態度將是決定我們是否真正能夠看到超音速客機回歸的關鍵。
今年早些時候，洛克希德·馬丁公司贏得了美國國家航空航天局一項價值2.48億美元（合1.91億英鎊）的合同，建造一架低空飛行的超音速演示飛機。
展開 GE宣布完成新型民用超音速發動機Affinity的初步設計
導讀：10月17日，美國通用電氣GE公司宣布完成新型民用超音速發動機Affinity的初步設計，讓超音速私人飛機變成現實又近了一步。GE表示，這種新型發動機可以滿足5級噪聲限制要求，并滿足當前的排放標準。
GE公司選擇了與飛機制造商亞利安航空（Aerion）公司合作，為該公司的超音速公務機完成了首臺超音速發動機的設計。GE公司將該發動機命名為Affinity，中文意思為：親和力，意為它擁有適合超音速飛行的技術。
根據GE公司的介紹，Affinity是一款結構非常新型的渦扇發動機，它結構為雙風扇、雙軸，并由全權數字發動機控制（FADEC）控制，因此具有非常高的涵道比，可以同時為亞音速和超音速飛行提供卓越的性能，并且融合了GE在民用航空發動機、公務發動機和軍用超音速發動機方面的專業技術。
它還有一個特殊的非增強型超音速排氣系統。其耐用的燃燒室能確保發動機高速運轉時，其噪聲排放又不會超過當下的法規要求。
該發動機還采用了GE公司的增材制造技術，有助于優化飛機的重量和性能。
通用電氣副總裁Brad Mottier表示：“在過去的50年里，公務機的飛行速度提高了不到10%，另一方面，機艙的尺寸卻一直在增大，內部也變得更加寬敞舒適。因此，如果下一步如能裝備GE的Affinity超音速發動機，速度這一短板也將補上。”
與之前的超音速飛機動力相比，GE公司成功的避開了高油耗和環境排放的問題，根據Aerion公司首席執行官Tom Vice發布的最新聲明，與目前的飛機標準相比，新型超音速飛機的排放量將減少20%~50%。
該超音速飛機的設計目的是將飛行速度保持在1.4馬赫，并具有至少4,200海里的航程。
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法國著手研制高超音速武器 聲明稱不能再坐等了
法新社1月27日報道，法國決定發起一項高超音速武器計劃，法國國防部長弗洛朗絲·帕利發表了這一聲明。
弗洛朗絲·帕利說：“我們決定簽訂一份關于研制高超音速飛機樣機的合同。”她表示，研制的高超音速飛機將能夠以超過6千公里/小時（5馬赫）的速度飛行。第一次試飛“計劃在2021年底之前舉行”。
帕利強調：“現在許多國家都配備了這種武器。法國不能再坐等。”法新社在此指出，目前聯合國安理會的三個常任理事國美國、俄羅斯和中國已經在開展自己的高超音速武器計劃。
據法新社報道，法國已經在開發高超音速技術以增強其核武器庫。
展開 超音速eVTOL可行性幾何？
還有一個問題是，在專為超音速飛行設計的飛機上，在哪里放置相當于其質量 70%的電池。
對于超音速飛機，Whisper Aero 的 Villa 說，“你必須克服跨音速時的阻力上升，你必須有非常低的激波阻力。這意味著您的飛機的形狀必須量身定制，并在到達音障時保持低阻力。”
Skunk Works X-59 Quiet SuperSonic Technology 飛機的藝術插圖
從功能上講，這意味著大多數超音速飛機具有高細度比——這意味著它們的長度比寬度要大得多——并且它們的機身在與機翼相遇的地方變窄以減少激波阻力。東西更薄了，所以你不能像一些eVTOL那樣把電池塞進機翼下的機艙里。
集成問題也適用于推進系統，因為VTOL飛行可能需要單獨的推進器。
由于超音速設計的限制，這將傾向于采用非常精細、非常長的薄機身，而不能將推進器隨意放在其他地方。
所有這些加起來意味著超音速eVTOL飛行器距離實用還有很長的路要走——這可能是馬斯克還沒有費心去追求它的原因。
在2018 年與Rogan的臭名昭著的吸大 麻播客中，馬斯克承認“現在不需要電動飛機。電動汽車很重要，太陽能很重要，能量的固定儲存很重要。這些東西比創造超音速eVTOL 重要得多。”
“我們肯定會到達那里，但成功的一部分是在正確的時間采用正確的技術來實現現在重要的市場能力，”Moore說。“我們還沒有進入超音速eVTOL 時代，但有很大的機會可以為此開發產品。”
D. 三分之二最好
如果此時超音速、電動和VTOL要求過高，那么在近期內，這些特性的一些不那么雄心勃勃的組合可能是可行的。
展開 Boom Supersonic：重新啟動商用超音速飛機旅行
史上最快的客機
來自日本航空公司和維珍集團的 30 架 Overture 客機已經預訂和選擇，下一代超音速飛機的設計競賽已經開始。除了超音速飛行本身帶來的挑戰外，Boom's Overture 的設計者還需要考慮重要的環境和社會因素。聯合國的 CORSIA 碳中和增長氣候協議要求抵消所有國際航空排放，無論是亞音速還是超音速。為了支持這一點，Boom Supersonic 計劃采用可持續替代燃料，這將減少大約 80% 的碳足跡，并且正在積極尋找將環保創新納入 Overture 設計的方法，同時不會對其開發時間表造成技術風險。其中一項創新是與 Prometheus Fuels 的合作伙伴關系，一家使用清潔能源從大氣中已經存在的二氧化碳中制造零凈碳燃料的公司。減輕社區對音爆噪音的暴露是另一個優先事項。他們將通過將超音速速度僅限制在跨洋飛行段并實施最新的降噪技術來確保在起飛和著陸期間不會增加現有噪聲等量線來實現這一目標。
應對挑戰
由于超音速設計的復雜性，Boom Supersonic 工程師需要能夠測試多種條件并嘗試許多不同的設計理念。他們的工作時間也非常短，這意味著他們需要一個可以快速設置甚至更快獲得結果的解決方案。Boom Supersonic 首席推進工程師蒂姆·康納斯 (Tim Conners) 表示，在與 NUMECA 合作的試點項目中，Boom 設法以比之前的設計環境快 14 倍的速度取得成果。NUMECA 解決方案不僅通過提供顯著簡化和高度自動化的工作流程推進了 XB-1 子尺度演示器的開發，而且與 NUMECA 的合作伙伴關系還為 Boom 提供了顯著節省計算資源和縮短設計周期時間的機會。
Boom 設法以比之前的設計環境快 14 倍的速度取得結果。
展開 德州大學阿靈頓分校攜手Ansys加快高超音速研究
新合作計劃有望為超音速飛機、航天器和導彈原型測試節省數億美元成本
主要亮點
德州大學阿靈頓分校（UTA）攜Ansys推出先進的設計和分析工作流程，用于驗證美國政府當前和新一代高超音速飛行器的系統模型
該工作流程通過在德州大學阿靈頓分校先進的電弧噴射高超音速風洞中開展物理高速飛行測試，以驗證Ansys軟件代碼的精度
德州大學阿靈頓分校（UTA）攜手 Ansys正在研發一款先進的設計和分析工作流程，用于驗證美國政府當前和新一代超音速飛行器的系統模型。該工作流程將加快仿真軟件代碼的認證速度，幫助降低高超音速技術的研發成本并提高工程生產力。
美國國防部和美國宇航局已經將高超音速飛機、航天器和導彈的研發工作列為優先事項。然而，由于單次原型飛行測試就需要耗費政府高達1億美元的資金，因此該筆資金恐怕難以為繼，此外，還缺乏擁有高超音速飛行器設計經驗的工程師。盡管這些因素減緩了高超音速飛行測試的進程，但Ansys的仿真解決方案有助于推動關鍵高超音速技術的研發，其中包括航天器再入大氣層的熱防護系統和高超音速飛行的超燃沖壓發動機燃燒技術。
展開 波音與Aerion合力打造世界上第一架超音速商務機
2019年2月6日訊，航空業巨頭波音公司宣布將與Aerion公司合作開發世界上第一架超音速商務飛機的計劃。波音公司在一份新聞稿中提到，它將為該計劃提供工程、制造和飛行測試資源,以及垂直戰略內容，與Aerion公司一同將名為AS2超音速商務機的新產品推向市場。
按照規劃，AS2超音速商務飛機的飛行速度為1.4馬赫，定于2023年進行首次飛行。波音表示，為了該計劃，它“對Aerion進行了重大投資”，盡管兩家公司都沒有披露協議中的財務條款，但波音表示，這筆投資將幫助Aerion“加快技術開發和飛機設計”。
此前，Aerion還曾與洛克希德·馬丁公司合作設計超音速商務飛機，后者提供了技術支持，但該聯盟因為未公開的原因而中斷。
來源：環球網
展開 Aerion超音速宣布已完成AS2商用飛機的概念設計
導讀：在距離輝煌一時的協和超音速噴氣式客機最后一次飛行的20年后，又一款超音速噴氣式客機將再次飛越大西洋。總部位于內華達州的Aerion超音速客機公司宣布，該公司旗下第一架商用噴氣式超音速客機將于2023年服役。
該公司與與洛克希德?馬丁公司及通用航空公司合作，于本周二宣布已經完成AS2超音速商用飛機的概念設計階段，并開始初步設計。根據設計，這款可搭載12位乘客的商務機的飛行速度可達1.4馬赫，可以為乘客節省3小時飛越大西洋和5小時飛越太平洋的時間。
Aerion表示希望能在2025年獲得相關認證，正式量產。
Aerion首席執行官TomVice表示:“我們將于2023年開始飛行，屆時，我們將以超音速的速度飛越大西洋，這將是協和式飛機20年前退役后的首次超音速飛越。”
“Aerion和我們的AS2工業團隊，包括洛克希德?馬丁公司、通用航空公司和霍尼韋爾公司，已經解決了超音速復興的許多巨大挑戰。” Tom Vice介紹道，“我們已經克服了一系列巨大的技術障礙，我們有信心能夠達到第5階段起飛和降落的噪音要求。此外，我們在飛機結構和飛控體系方面取得了長足進步。”
同時，通用航空還宣布，該公司已經完成了半個世紀以來首個商用噴氣式飛機專用超音速發動機和首個民用超音速發動機的初步設計。據介紹，該公司將旗下“親和力”渦扇發動機經行特殊改裝優化，采用了經過驗證的超音速飛行技術，能夠滿足Aerion AS2的超音速飛行要求。
有資料顯示，“親和力”是一種新型的中等旁通比雙軸雙風扇渦扇發動機，設計用于在水上進行高效超音速飛行和在陸地上進行亞音速飛行，這款發動機被公認為能夠在超音速和亞音速飛行中提供“卓越而平衡”的性能。
展開 日美歐推進新一代飛機研究 電動化超音速或實現
在推進電動化的同時，為減少噪音，航空界正推進開發超音速飛行的新一代噴氣式飛機。
X-59今年4月，美國國家航空航天局與洛克希德-馬丁公司簽署在2021年底前開發“X-59 QueSST”的合同，X-59 QueSST是機身細長、能以超音速飛行的小型試驗飛機。為減少噪音污染，美國禁止商用飛機超音速飛行。X-59時速約為1500公里，是音速的1.2倍，可以用于檢測噪音的試驗。日本航空公司去年底宣布與美國布姆科技公司進行資本和業務合作，推進超音速客機研發。如果研發成功，則容納55人的飛機可以2335公里的時速在東京至舊金山之間飛行，單程5個半小時，比傳統航班快4小時。東京大學航空工學教授鈴木真二表示：“電動化客機難以立即實現，發動機和電池的技術革新是必不可少的。超音速客機在技術上是可行的，但飛機制造和運行成本高，在性價比方面還面臨挑戰。”
來源：澎湃新聞
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臭鼬工廠開工，超音速噴氣式客機要復活了？
洛克希德·馬丁公司已經開始制造“協和飛機之子”，這可能預示著超音速客機旅行的回歸。
自從2003年“協和號”超音速客機退役以來，人類的航空旅行方式終于將重新迎回超音速時代。據美國有線電視新聞網19日報道，美國航空航天局（NASA）與洛克希德·馬丁公司共同研制的X-59超音速技術驗證機，已經在以制造各種傳奇飛行器而聞名的臭鼬工廠開工，這標志著未來安靜型超音速客機終于邁出關鍵一步。
報道稱，被稱為“協和之子”的X-59計劃于2021年底交付，它可以在1.6萬米高空以接近兩倍音速巡航。臭鼬工廠飛行演示項目經理彼得·約瑟菲迪斯表示，“該項目的開始，標志著安靜的超音速商業旅行將迎來巨大飛躍”。
據介紹，NASA為X-59項目提供了高達2.47億美元的資金，這架技術驗證機的體積并不大，僅與現有F-16戰斗機相當，但它最大的特點是超音速飛行突破音障時不會產生巨大的噪音。
NASS已經通過了靜音超音速飛機(QueSST) 的初步設計審查，準備進行載人實驗機的開發。
彼得·約瑟菲迪斯透露，“X-59長而細的機體設計是實現低音爆的關鍵”。NASA提供的設計圖顯示，X-59采用與“協和號”相似的長尖機頭和后掠機翼。NASA阿姆斯特朗飛行研究中心航空航天工程師艾德·海林表示：“X-59在超音速飛行時，機體多個部位仍會產生多個沖擊波，但精心設計的機體將保證這些沖擊波不會疊加在一起，防止出現強大的音爆。”
X-59長28.65米，翼展9米，最大起飛重量14.7噸，裝備一臺F414-GE-400渦扇發動機，該型發動機還用在美國海軍F/A-18E/F“超級大黃蜂”之上。
展開 Boom公司3D打印出超音速客機原型，并獲巨額研發資金
導讀：在協和式飛機停運近20年后，超音速客機可能很快會再次起飛。相信有了3D打印技術進行原型機設計的buff加成，如今的超音速旅行絕不再是空花陽焰，而是將開啟一個交通史上的新時代。
2022年1月15日，南極熊獲悉，航空航天公司Boom Supersonic從美國空軍（USAF）獲得了一份價值高達6000萬美元的合同，以加快新一代 "Overture "超音速飛機的研發進程，這無疑是一筆令整個行業為之振奮的交易。
憑借著美國空軍的AFWERX創新部門授予的 "STRATFI "資金，可以大力加快"Overture"的航空和發動機測試項目推進，其最初的XB-1演示機正在使用3D打印技術進行部分建造。Overture將能夠以當今客機兩倍的速度搭載88名乘客，同時使用100%的可持續燃料，預計將于2030年投入運營。
Boom超音速公司首席執行官Blake Scholl說：" STRATFI資金的獲批，能夠幫助Boom在空軍全球軍事任務的獨特要求和需要上達成進一步的合作。作為空軍未來的潛在平臺，Overture將提供寶貴的時間優勢，這是國內和國際上無可比擬的選擇。我們為空軍繼續支持和認可Boom在超音速飛行方面的領導地位感到自豪，這次的合作關系將會走向共贏。"
△Boom Supersonic公司的XB-1演示飛機。照片來自Boom Supersonic公司。
Boom進行“超音速飛行”的野心
Boom Supersonic公司成立于2014年，目的是自2003年協和式飛機進行最后一次飛行以來首次恢復商業超音速航空旅行，該公司于2020年10月公布了其首架飛機演示機。
展開 基于模型的系統工程（免費領PDF、白皮書、視頻）
音頻：探索超音速飛機設計中基于模型的系統工程
自協和式飛機于2003年停止運營以來，超音速飛機的發展之路歷經坎坷崎嶇，鮮有商用超音速飛機成功升空。由于飛行次數有限，因而極難向監管當局證明航空事故的發生率。自協和式飛機隕落以來，多家公司躍躍欲試，立志取而代之，包括Aerion Supersonic。但是，協和式飛機的實例表明，傳統飛機開發過程已然遠遠不夠——基于模型的系統工程與完整數字化雙胞胎的組合才是解決之道。
觀看網絡研討會回放視頻，聆聽Siemens Digital Industries Software航空航天和國防行業副總裁戴爾·塔特（Dale Tutt）與Enterprise Systems首席信息官兼執行副總裁比塞爾·史密斯（Bissell Smith）就基于模型的系統工程與數字化雙胞胎如何加快飛機設計過程展開深入討論。不過，在此我們將帶您一覽本次研討會的主要學習內容。
如果真有傳統飛機設計這一說法的話，其開發環境也非常復雜，涉及全球范圍內的多家供應商；而超音速飛機設計的復雜性更勝一籌，因為可用來進行設計驗證的飛行時間更短，同時所需面對的環境條件卻更為苛刻。這通常會導致項目延誤和進度重排，但通過基于模型的系統工程實現全集成開發之后，您便可以將此納入從初步概念到持續維護階段的整個項目計劃表中。
除了借助于通過數字化雙胞胎實現互連式開發流程之外，Aerion幾乎在流程的每一階段都會用到仿真功能，形式不拘一格，從驗證單個零部件的可行性到讓飛機在完全虛擬的環境下飛行等。仿真活動甚至擴展至人與系統的交互方式。由于當前的飛機仍處于早期開發階段，因而目前尚局限于駕駛艙的人體工程學測試。但是未來，Aerion計劃將此擴展至生產階段，進行制造車間規劃，并將之應用于新飛機研發。
展開 未來武器前十甲
所產生的熱能可燒穿目標物表面，干擾飛機飛行，燒毀彈頭，或可以點燃燃料和爆炸物。
局限：摧毀目標所需的能量要比子彈多，而子彈則是以沖擊力來摧毀目標的。高能激光需要燃料或電力來運轉，非常龐大，美國一臺機載激光機的大小與一架波音747相當。大氣或者渦流會減弱激光束的能量。
3. 天基武器
未來太空就是制高點，所以軌道上的武器能夠捕捉并可擊潰陸，空甚至是太空的任何目標。
原理：天基武器的主要使命是防御以地球為目標的彈道導彈。艦隊、攔截機或是戰斗機地進入軌道后，隨時可以打擊一切攻擊性導彈。現在最先進的是實心實彈，諸如鎢桿（棒），它可干擾導彈的飛行。而激光作戰基地也在考慮使用之中。
局限：該技術尚不成熟，反應頻率須夠高。而攔截器須擊中彈頭才能摧毀目標，做到這點，有點難度。而在太空中，激光所需的化學燃料或是電力無法很好保障。
4. 高超音速飛機
從標準跑道起飛，高超音速飛機的飛行速度可以達到5馬赫(5倍音速)以上，兩小時內就能達到世界各地。另外它還能夠發射近地軌道衛星。
原理：高超音速飛機既可以借助普通飛機，也可自身通過傳統噴氣發動機從跑道起飛。在空氣阻力和密度較小的海拔飛行，傳統噴氣式引擎可使得飛機達到超音速，轉而發動超燃沖壓噴氣發動機。發動機吸入空氣，使之與燃料混合，（所形成的混合物）以超音速穿過發動機時燃燒放熱。這意味著超燃沖壓發動機無需攜帶笨重的與燃料混合的氧化劑，就能達到火箭般的速度。
局限：該技術尚不成熟，很多工程難題未能解決。飛機達到超音速，超燃沖壓噴氣發動機才能運轉。再者，目前高超音速飛行只能在借由其他飛行器才能達到高速的小型無人機上得以實現。而在研究的試驗機也都太小，無法搭載飛行員。
5. 主動拒止系統
毫米波或微波束可驅散人群而不會傷及他們。特別是它可通過裝在悍馬上的發電機供電，以控制人群。
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