超音速客机的新纪元

  • MCD 《回顾:美国网络战部队偷袭常见伎俩》
    市场成本与收益角度观察,空气阻力近似与速度平方成正比,与阻力系数成正比。
    最省油民航巡航时速8百公里,相当于0.66倍音速。
    超音速飞行通常指1.3倍音速以上飞行,2倍于省油民航时速,超音速飞行阻力系数粗估取大约两倍于亚音速,两者合计导致超音速阻力粗估增加至少8倍以上。
    燃油成本近似与阻力成正比,超音速民航的燃油成本粗估至少8倍于亚音速民航。

    地球周长4万公里,洲际航程最大2万公里就能飞抵任意角落。民航1天之内可达。
    无论经济舱、商务舱、私人专机,机舱都有卫星通讯、互联网、影音娱乐和餐饮休息,1天内的洲际民航根本没有迫切的缩短飞行时间需求。
    超音速民航客机,从一开始就是微众小微市场,当前技术条件下注定失败。

    超音速,民用最大场景是空天飞机,利用大气层和丰富含氧量,最大限度加速空天飞机进入近地轨道、甚至进入地月轨道。
    能量管理角度观察,动能与速度平方成正比。
    绕地飞行第一宇宙速度每秒7.9公里,相当于23倍音速。
    假如加速到16马赫,飞机动能只能达到绕地飞行能量需求的四分之一。
    由此可见,设计空天飞机,最低速度要求就要达到十几马赫以上,才能最大限度节约诸如地月长距离飞行的燃料消耗。

    利用大气层氧气燃烧,需要大量空气。
    压缩大量空气,一个方案路线是用涡轮带动各级压气机,二是省略压气风扇结构直接利用阻挡高速气流产生冲击压力。
    涡轮、涡扇方案适合低马赫飞行,但自带涡轮和风扇的超高速飞行时阻力太大,淘汰。
    冲压发动机省略掉各种压气风扇结构,适合4~5马赫飞行,继续提速时,冲压结构导致的阻力剧增,仍然面临淘汰。
    空天飞机在太空自带氢氧燃料,大气层飞行时氢燃料的点火难度远远低于碳氢航空煤油,目前看,结构优化类似冲压发动机的爆燃发动机,适合十几倍音速的氢燃料大气层飞行。既节约了大量发动机结构死重,又极大降低发动机结构的空气阻力。
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回复1

  • 空气阻力不仅和速度有关,还和空气密度有关,亚音速客机飞行高度只能到大约1万米的平流层底部,而速度快2-3倍的飞机,实用升限也能达到2-3万米。大气密度越小,激波阻力越小,噪音也会变小,等于抵消了很大一部分油耗成本,还可以在陆地上空飞行。
    要发展的看问题,人类科技一直在进步,协和作为50年前的解决方案不完美,有情可原,未来必然会有更好的方案。超音速客机与超音速轰炸机有共同的需求,军用和民用都很迫切。
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