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Boom超音速的超音速飛行夢想

20世紀60年代,掀起了壹股世界性的超音速客機浪潮。美、蘇、英、法在這壹領域展開競爭。但只有法國宇航公司和英國飛機公司聯合研制的協和式飛機和前蘇聯圖波列夫制造局引進的Tu-144投入實際運行。波音公司的超音速客機項目波音2707甚至在壹片質疑聲中草草結束。究其原因,壹方面是超音速客機研發難度大,制造成本居高不下;另壹方面,由於經濟性差、載客量小、運營成本高等缺點,超音速客機壹直找不到民航市場的切入點。隨著2003年協和式飛機的退役,超音速飛機再也沒有出現在商用飛機領域。

Boom創始人Blake Scholl對航空的熱愛始於童年。布雷克出生在辛辛那提郊區,習慣了家裏各種通勤機的起起落落,在藍天上飛行成了他年輕時最夢寐以求的事情。大學時,布萊克開始駕駛自己的飛機,2008年,他拿到了自己的飛行員執照。壹次偶然的機會,他在博物館裏看到了舉世聞名的協和式飛機。他瞬間被協和式飛機優雅的外觀和傳奇的故事所感動,他給自己定下了新的人生目標——實現超音速飛機在民航領域的復興。

2014年,他邁出了實現夢想的重要壹步——創辦Boom超音速公司。布萊克將公司願景定義為:以更快、更安全、更可持續的方式連接全球的家庭、企業和不同文化。Boom總部位於美國丹佛,公司成員多次參與R&D以及美國國家航空航天局、波音、空客、洛馬、諾奇、灣流等知名航空主機廠的制造項目,促成了40余種新型空天飛行器的問世。目前,Boom已經得到了很多風險投資公司和投資人的支持。此外,Boom還獲得了日本航空公司和維珍航空公司60億美元的預訂單。

Boom將其首架超音速客機命名為Overture,最高設計速度為2.2馬赫(2715km/h),設計載客量為55人。2020年6月7日10,Boom超音速高調推出驗證機XB-1。XB-1與Overture原型相比,按照1:3的比例壓縮制造。它的組裝完成,標誌著Boom為Overture項目建立了測試、開發和演示關鍵技術的平臺,將為Overture型號的研制和組裝積累大量有價值的數據。

自20世紀90年代以來,世界民航市場的格局沒有發生顯著變化。Boom Supersonid如何防止Overture重蹈老壹代超音速客機的覆轍?

熱潮將從以下三個方面開始:

碳纖維在序曲和XB-1的突破性設計中起到了非常重要的作用。亞音速航空制造壹直是鋁合金和碳纖維復合材料的競爭領域。碳纖維因其質輕、各向同性、耐高溫等優點,應用越來越廣泛。在超音速飛行中,機身表面的高溫是鋁合金材料難以承受的,但碳纖維可以很好地應對這壹挑戰。Boom的設計團隊認為,這是Overture能夠克服老壹代超音速飛機性能問題的重要原因。超音速飛行對空氣動力學要求更高,碳纖維的鋪層工藝幾乎可以完美獲得各種形狀復雜的零件。而鋁合金材料受加工精度、內應力加工變形等限制,無法獲得精確的零件尺寸。此外,Overture還廣泛使用鈦合金、高溫合金等新型航空材料。

在XB-1的制造和裝配過程中,3D打印技術發揮了不可或缺的作用。早在XB-1的設計階段,Boom就與知名3D打印公司Stratasys建立了長期合作關系。Stratasys F450和F900 3D打印機不僅幫助Boom解決了各類零件的制造難題,還通過打印各種復雜構型的工裝夾具,大大簡化了XB-1的制造工藝。

此外,Boom還與VELO3D合作打印零件。VELO3D在打印金屬零件方面有豐富的經驗。所以雙方的合作更多的是集中在動力系統上,尤其是與進氣道配置相關的部分。VELO3D打印的鈦合金零件不僅可以幫助XB-1控制進氣量,還可以促進發動機冷卻。XB-1 * *裝有21鈦合金零件,其中大部分是與動力系統有關的關鍵零件。都是VELO3D公司的藍寶石系統打印的。

3D打印技術大大提高了XB-1的制造和裝配速度(XB-1完成裝配只需要壹年時間)。對於傳統的零件設計,工程師需要使用CAD軟件進行設計,然後進行加工、測試和改進。這個過程可能會重復很多次,完成壹次叠代可能需要幾個星期。3D打印技術可用於模擬打印和裝配,模擬成功後可進行快速實際打印生產。這是傳統的零件設計和加工方法無法做到的。

環保和可持續發展的考慮壹直貫穿在Overture項目中。首先,Boom公司與普羅米修斯燃料公司合作開發新型低碳燃料;其次,Boom和勞斯萊斯也在壹起測試推進系統。除了調查現有發動機與原型機的匹配情況,雙方還在考慮合作調整Overture原型機的氣動特性,甚至開發新的發動機。此外,Boom非常重視原材料的重復利用。碳中和也是Overture服務期間的壹個重要目標。

在今年剩下的時間裏,Boom將對XB-1的氣動特性和航電系統進行全面測試,並計劃在明年完成試飛。XB-1驗證機的成功完成,讓Boom有信心在2025年推出Overture超音速原型機。Boom的最終目標是在2029年完成FAA和EASA的試驗認證。

Boom首席執行官布萊克對此評論道:

超音速客機的未來如何?讓時間給我們答案。

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