超声速客机将在4年后重返业界？美一款验证机将在年底首飞

日前，根据网站“商业内幕”（businessinsider.com）的报道，美国布姆超声速（Boom Supersonic）公司已经为其XB-1（Baby Boom）技术验证机做好了首飞前的准备工作，首飞时间预计在今年结束之前。

XB-1验证机

一、“协和”飞机的后继者

XB-1是一架载人的缩比验证机，尺寸大约是目标型号“序曲”（Overture）的1/3左右。该机设计发布于2016年，在2020年开始投入地面测试；“序曲”则计划在2027年首飞。

在总体设计思路上，XB-1与“序曲”可以视作“协和”超声速客机的后继者：气动布局以纤长的大长细比机身和大后掠小展弦比机翼组合为核心。

特别是早期发布的XB-1设计，该机和“协和”飞机一样使用了高速阻力最低、最有利于超声速巡航飞行的无尾三角翼布局。

XB-1早期设计。

但在后来的演变中，XB-1实机添加了水平尾翼，形成了倒T字尾翼设计的常规布局。按照一般设计理论来看，其目的应该是强化飞机俯仰控制能力，从而改善起降等关键性能指标。

目前布姆超声速公司发布的宣传图片中，“序曲”也采用了带水平尾翼的常规布局设计。结合其官方在展示宣传中的表态，如果不出意外，未来“序曲”的实机外形和目前的宣传形象应该不会有明显的差异。

“序曲”计划在2026年下线，2027年试飞，2029年取得型号认证。目前布姆超声速公司表示，该机获得的订单和订购意向总量已经达到130架。

与“协和”飞机不同，XB-1采用了中单翼、肋下和背部同时进气的三发设计，这主要受制于发动机获取渠道、成本控制等综合因素的共同影响。

XB-1采用3台GE公司的J85-15无加力涡喷发动机作为动力。这种研制于20世纪50年代的老型号发动机虽然技术落后，但设计初衷偏重于高空高速推力，因此比后来很多更先进的涡扇发动机（特别是商用航发）更适合XB-1的测试飞行。

基于动力系统的差异，“序曲”的设计和XB-1有明显区别。“序曲”采用下单翼设计，翼下吊挂4个宽间距布置的发动机吊舱，吊舱前端的进气道采用了激波锥设计以适应超声速巡航要求。

总体而言，“序曲”的设计布局要比XB-1更接近“协和”飞机。

二、 “序曲”能否超越“协和”？

总体来说“协和”飞机有着相当好的安全性；尽管在服役末期遭遇了一些事故，但真正让“协和”退役的原因是其过于高昂的运营成本——虽然“协和”在技术上是成功的，但从商业运营角度上，始终无法脱离政府财政补贴、实现独立盈利，形成成功的商业模式。

“协和”飞机

这是冷战期间狂热浪漫的航空竞赛时代过去后，“协和”飞机一直后继无人的关键。至今为止，任何一家试图开发超声速客机的公司，都必须回答这个问题：如何在经济层面上，保证超声速客机实现商业盈利？

布姆超声速公司认为，凭借数十年来累积的技术进步，他们有能力研制出一款燃油效率与现代亚声速宽体客机相当的超声速客机；同时还宣称，近年来世界航空运输市场上出现了对高速航线的强烈需求，并存在着数百条跨洋航线为超声速客机提供盈利空间。

根据《俄罗斯航空发动机制造史》一书，超声速客机图-144的真实航程（3100千米）从未达到其宣称数字（6500千米）的一半。特别是装备HK-144-22发动机时，航程仅2400千米。而且图-144客机完全不具备商业运营能力。

根据布姆超声速的公开信息，“序曲”的最大航程为4250海里（约7867千米），巡航高度60000英尺（约18288米），可以在“纽约—法兰克福”、“东京—西雅图”等航线上实现直飞。

但与“协和”类似，该机不能在陆地上空进行超声速飞行，速度将被限制在0.94马赫数。布姆超声速目前表示，他们飞机的票价将大致与现有客机的头等舱和商务舱相当，而这显著低于“协和”飞机当年的票价。

“序曲”飞控系统示意。

根据布姆超声速公司的宣传材料，他们主要在以下方面做了大量工作，以改进超声速客机的经济性：

01.基于气动外形和飞行控制技术进步，获得阻力更小、巡航效率更高的气动和飞控设计方案。

02.基于材料和结构设计制造的技术进步，获得更轻、更长寿、维护和修理间隔更长的机体，特别是大量应用复合材料和钛合金进行减重。

03.基于发动机技术的进步，获得不需要加力燃烧就能完成起飞、爬升、转入超声速巡航全过程的新型发动机，在超声速状态下依然具备良好的燃油效率，而且结构简单维护成本低。

平心而论，如果布姆超声速公司在其公开材料中引用的市场调查结果真实可信、宣称的能力和目标也确实具备并能按期实现，那么“序曲”这样的新一代超声速客机，确实成功的可能性。

三、商用超巡发动机是最大挑战

但事实上，布姆超声速遇到的第一个“拦路虎”就在航空发动机领域。

目前现有的发动机中，没有一款可以完全满足“序曲”的需求。特别是近数十年以来的任何一种商业发动机，都专注于强化高亚声速区域的燃烧效率和推力，对超声速领域则进展颇微，在性能取向上几乎截然相反。

这使得“序曲”不能通过现有商用发动机的改进来获得一款研发成本和风险较低、技术尽可能成熟的动力。

根据公开的报道，布姆超声速公司曾经与罗罗、通用、普惠等航发巨头多次商谈，但最终均未能形成合作。诸多航发巨头里，目前只有通用公司的一个子公司为其为“序曲”配套的“交响曲”（Symphony） 发动机提供增材制造方面的技术支持。

对于发动机巨头们来说这是可以理解的：超声速客机目前的前景依然有着太多的不确定性，风险太高。如果要打动罗罗、通用、普惠这样的巨头，推出一款“魔改”甚至全新型号，需要支付的研发金额必然非常高昂，大概率将远远超过了布姆超声速的财务能力。

“交响曲”发动机的资料宣传中，处处都会拉上F119和F135。

“交响曲”发动机将由“奎托斯防务”公司的子公司“佛罗里达涡轮技术”（FTT）研发，是一种双转子、中等涵道比的发动机，推力160kN，能支持序曲实现马赫数1.7速度下的巡航。

不过，虽然布姆超声速公司的官网宣传中特别强调了FTT技术团队中大量核心人员具备超巡发动机的研制经验，比如主要技术负责人杰西·恩格是F119和F135低压涡轮的技术负责人和设计顾问；但从公司规模上看，FTT并不是一家体量很大的企业。

虽然FTT拥有F100等发动机的检测和大修资格，但主业还是研发制造各种针对巡航导弹、无人机的小型喷气式发动机，而“交响乐”发动机在级别和性能要求上，都大大超越了FTT公司以往的产品层级和能力范围，该项目能不能顺利完成，目前还有待观察。