绿色航空

寂静的蓝天

Nov 9th 2006

From The Economist print edition

如果公众乐于接受军用飞机的设计，那如何将其应用于民用航空呢——但比起宁静舒适，燃料的利用效率才是头等大事。

任何居住在有飞机航线穿过地区的人们都领教过飞机着陆时的轰鸣声。位于伦敦西侧的希思罗机场，每45秒便有一架飞机降落。从凌晨四点差不多直至午夜，机场的业务未曾有丝毫停顿。由于当地盛行风向的关系，飞机在多数时间必须飞跃整个伦敦的中心城区。因为机场往往“机”满为患，飞机频繁地被告知必须在首都上空盘旋打转，这徒增噪音之大给人们带来的痛苦。飞往希思罗的航线沿途经过的地区居住有超过一百万的人口，而且据英国交通部估计，有375,000人在交谈对话时会因日常过往飞机的噪音而被频频打断。因此，一种名为“静音”飞机的新型设计方案在本周首次亮相便赢得了满堂彩。

其实，这种设计模式毫无新意可言。这种将机翼和机身合二为一，使整个机身看似飞翼的设计由来已久。例如，隐形轰炸机就属飞翼机。研究人员所做的就是对此类设计进行改造从而给飞机“静音”。改进的目的一方面是为了能在更大程度上减轻航空业对环境造成的负面影响：不仅仅是飞机发出的噪音，还包括对机场附近区域造成的空气污染以及高空排放的尾烟对气候变化的影响。

着陆时，飞机发出的噪音最大。噪音中有大约一半是由引擎制造的，引擎内的排气系统和螺旋桨是罪魁祸首；而另一半的元凶则是飞机自身的结构问题：颠簸不平的气流穿梭过往时同起落架、翼缝和襟翼等结构相遇制造了另一半噪音。

俯冲直下

新型的设计是由美国麻省理工、英国剑桥的研究人员同包括波音、劳斯莱斯在内的几家公司合作完成的。该设计通过缓解气流摩擦以达到消除噪音的目的。研究人员设计了一架载客量为215人的中型客机。其最高时速将达到0.8马赫——即音速的0.8倍，约合每小时600英里，比起下一代民用客机的速度稍逊一筹。的确，更低的时速能够确保飞机的噪声更小：此类飞机不像当前的喷气客机那样引擎全开、依靠动力推动降落，而是“滑”进跑道。凭借低缓的进场速度以及急剧升降的性能，飞机的声响不会传到机场之外。

现役飞机的引擎结构将被内置式并安置在略高于机身位置的新型设计所替代。三台引擎将分别发动三个螺旋桨，螺旋桨被设计得更小，更易于静音。引擎将配有大小可以调节的尾喷管：起飞和降落时会全部打开，这样喷气速度会下降、噪音也会更小；而巡航飞行过程中，尾喷管将变小以保证必要的飞行速度。飞机将采用表面光滑的复合材料制造以减少同气流的摩擦，并且不再附有翼缝和襟翼等结构。

这种设计思想同一种曾被波音公司打入冷宫的设计如出一辙。客舱宽敞大方，而不再类似小型阶梯教室。但是根据样机的测试结果显示，所有的公司对此反应冷淡，除军用空中加油飞机等领域外，都不愿采用此类技术。假如这项设计重新得宠——这也是研究人员希望看到的结果——那么，人们必须学会习惯这种全新的座位布局。特别值得一提的是，这种飞机不太可能装配任何的窗门，因为届时乘客会在客机中央挤作一团，周围摆放着行李和燃料。在机舱四周配备放映飞机周围景色的装置或许将有助于乘客保持愉快和放松心情。

如今，这种民用客机还只是一种概念设计。若想在2030年前将其转变为现实以偿研究人员之所愿，还有许多难题有待攻克。这不仅要求乘客们必须接受没有窗户的飞机旅行，也要求人们克服好多个技术难点，包括制造形状不同于标准管状的加压机舱。

但是，这款概念机型中真正引起飞机制造商们注意的部分是其燃料的使用效率。研究人员声称，这类设计将比现今的飞机节省25%的燃料。运营费用更低廉，对气候变化影响更小的飞机可能比起静音飞机更受欢迎。所以，同样由研究人员提供的噪音稍大、燃料利用率高的备选方案的前景似乎最光明。 

http://www.economist.com/science/displaystory.cfm?story_id=8134707

by edenbahamut