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NASA的安靜超音速X-59飛機項目進展如何？

洛克希德·馬丁臭鼬工程團隊與美國宇航局合作，正在解決超音速飛行中最持久的挑戰之一——音爆。美國國家航空航天局于2016年2月授予洛克希德·馬丁臭鼬工廠一份關于X-59初步設計的合同，該設計旨在將音爆減小到輕微的重擊。

2018年，洛克希德·馬丁臭鼬工廠被選為低吊桿飛行演示器(LBFD)的設計、建造和飛行試驗對象。X-59飛機將收集關于我們設計產生的安靜音爆的可接受性的社區響應數據，幫助美國國家航空航天局建立一個可接受的商業超音速噪音標準，以推翻目前禁止超音速陸地飛行的法規。這將為飛機制造商打開一扇全新的全球市場之門，使乘客能夠在今天花費的一半時間內旅行到世界任何地方。

X-59被設計成以大約940英里/小時的速度在55000英尺的高空巡航，產生的聲音相當于車門關閉時的聲音，75分貝(PLdB)，而不是音爆。

美國國家航空航天局的X-59獲準進行最后組裝凱斯特研究飛機正在棕櫚谷成型。

在跑道上完成的X-59 QueSST著陸的圖解。

美國宇航局的2019年12月12日，美國國家航空航天局華盛頓總部高級管理人員進行了一項重大項目審查，隨后，三十多年來第一架大型、有人駕駛的X型飛機獲準進行最終組裝和系統集成。

“隨著KDP-D項目的完成，我們已經表明該項目是按計劃進行的，計劃周密，并且正在進行中。我們已經準備好了一切來繼續這項歷史性的研究任務，為全國的航空旅行公眾服務，”美國宇航局航空學助理局長鮑勃·皮爾斯說。

根據一項2.475億美元的成本加獎勵費合同，X-59的建造工作正在繼續進行洛克希德·馬丁航空公司的臭鼬工廠加州棕櫚谷。“當你在生產車間看到它時，很明顯。你可以看到一架飛機正在開始建造，”美國國家航空航天局的X-59項目經理克雷格·尼克爾說，該項目也被稱為低吊桿飛行演示器。隨著2020年9月一個重要項目里程碑——關鍵設計評審(CDR)的完成，X-59將迅速加速從紙上飛機向準備出廠并開始飛行的飛機的演變。

美國宇航局的X-59魁斯特飛機的總體形狀，包括機翼的一部分，可以在加利福尼亞州棕櫚谷的臭鼬工廠的地板上看到。

根據美國國家航空航天局的說法，X-59的形狀可以將到達地面的音爆的響度降低到輕微重擊的響度，如果有人聽到的話。它將在美國特定社區上空飛行，從傳感器和地面人員那里生成數據，以測量公眾的感知。這些數據將有助于監管機構建立新的規則，使商業超音速飛機能夠在陸地上飛行。自從20世紀60年代美國和歐洲的工程師開發超音速民用運輸機，如超音速運輸機和協和式運輸機以來，沒有音爆的超音速陸地飛行一直是航空工程師們努力實現的目標。1973年，美國聯邦航空局禁止飛機以1馬赫(音速)的速度飛越陸地。盡管SST計劃在1971年被取消，協和式飛機從1976年到2003年繼續為英國航空公司和法國航空公司飛行，其在美國附近的超音速巡航僅限于大西洋上空。X-59是一架專門設計用來研究超音速飛機能否在不產生巨大音爆的情況下運行的研究飛機。

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去年12月12日，美國宇航局（NASA）的高層管理人員在位于華盛頓的總部舉行的一項重大項目審查中，同意開始美國宇航局在過去的三十多年里第一架有人駕駛大型X試驗飛機的最終組裝和系統集成。

圖一 X-59Q安靜超音速技術試驗機

這個被稱為關鍵決策點D（Key Decision Point - D，KDP-D）的項目審查是X-59飛機需要清除的最后一個項目障礙，此后在2020年底美國宇航局的官員將再次開會已決定該飛機是否能在2021年首飛。

X-59是超音速飛機設計。它的全名是X-59安靜超音速技術（QUiEt SuperSonic Technology，QueSST）飛機。X-59并沒有像以前的X-Plane那樣推動更高的速度或更高的海拔，它的設計目的是在沒有音爆的情況下打破音障。當X-59突破音障時，X-59的獨特外形設計可將到達地面的音爆聲的響度降低到輕柔的重擊聲，如果可以聽到的話。

X-59的初步設計始于2016年2月。當時，NASA希望開發一種能消除音爆的超音速飛機。超音速飛機已經存在了一段時間，并且已經用作商業飛機。英法聯合研制的協和式飛機一直服役到2003年，但是協和式飛機超音速飛行的噪音對居民影響很大。因此，協和式飛機只允許在大西洋上空超過音速，在人口稠密地區必須把速度降下來。

圖二 機頭經過特殊改造的F-5E試驗機是NASA早期研究靜音超音速技術的飛機

NASA的X-59安靜超音速技術（Quiet SuperSonic Technology，簡稱QueSST）飛機的一個關鍵部件正在弗吉尼亞州漢普頓的蘭利研究中心進行振動測試。外部視覺系統(XVS)是一種特殊的攝像頭系統，X-plane的飛行員在實驗超音速飛機飛行時將使用它來觀察前方。

當X-59在2021年投入使用時，飛行員將面臨自協和超音速客機退役以來不常遇到的一個問題。X-59旨在測試新技術并由此制造出新一代超音速商用飛機，盡管它承諾會克服掉協和式飛機的一些缺點，但它仍會面臨一些困難。

一個是，如果是一個理想設計那么一架遠程超音速客機基本上是一個尖頭飛鏢狀。然而令人惱火的是，盡管從空氣動力學的角度來看這種形狀可能還不錯，但如果沒有很多復雜的機械裝置比如協和式飛機下垂的機頭和特殊的滑動擋風玻璃，那么飛行員就很難看到前方。

XVS為X-59飛行員提供了飛行中的前視功能

由洛克希德·馬丁公司制造的X-59采用了跟XVS不同的方法。該視覺系統利用的前置攝像頭和圖像處理軟件顯示系統不僅能為飛行員提供前方空域的虛擬窗口還能提供圖形化的飛行數據。

NASA表示，XVS已經在飛行中接受了測試，它的托盤--包括處理器、網絡設備、視頻分配和電源分配組件--攝像頭和監視器正在進行地面振動測試以此來確保滿足結構安全要求。

XVS首席硬件工程師Kemper Kibler說道：“我們進行原型資質認證，這里指的是測試設備的振動水平低于資格測試，但預期的振動水平的飛行環境需要確保設備將能在安裝X-59后運轉。”

“沒有這種測試，部件可能會失效進而導致飛機受損或機組人員受傷。我們希望在受控的實驗室環境中識別并糾正這些問題。”

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