■ 付玉 / 中國航發(fā)研究院 任耀 / 中國人民解放軍93145部隊(duì)

從收獲航空公司的“巨額”訂單，到發(fā)動(dòng)機(jī)制造商羅羅公司宣布退出合作，博姆公司的“序曲”超聲速客機(jī)在短短1個(gè)月的時(shí)間里經(jīng)歷了冰火兩重天，也為安全、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)的超聲速飛行是否能夠順利回歸打上了一個(gè)問號(hào)。

閃亮登場

經(jīng)過了大約2600 萬h 的軟件模擬、5 次風(fēng)洞測試和51 次設(shè)計(jì)迭代，博姆超聲速公司在2022 范堡羅航展上公布了 “序曲”超聲速客機(jī)的最新設(shè)計(jì)。

在機(jī)體設(shè)計(jì)方面，“序曲”獨(dú)特的機(jī)體構(gòu)型，能夠減小氣流阻力并提高燃油效率；機(jī)翼采用的復(fù)合改良三角翼設(shè)計(jì)，提高了超聲速性能和亞聲速穩(wěn)定性，最大限度地提高安全性，減小了發(fā)動(dòng)機(jī)所需推力，海上巡航速度從之前公布的Ma2.2降低到Ma1.7。

在動(dòng)力配備方面， “序曲”從之前公布的三發(fā)設(shè)計(jì)變更為四發(fā)設(shè)計(jì)，能夠使用100%可持續(xù)航空燃料(SAF),且飛行時(shí)無須開加力，在保證超聲速性能的同時(shí)降低了噪聲和燃油消耗。雖然博姆超聲速公司尚未公布“序曲”的發(fā)動(dòng)機(jī)選型，但從最新公布的設(shè)計(jì)來看，“序曲”更加傾向選取現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)的衍生品。

在材料選用方面，“序曲”將廣泛使用碳纖維復(fù)合材料，這種材料比傳統(tǒng)的金屬材料更輕更堅(jiān)固，熱穩(wěn)定性更好，可以制造出高度復(fù)雜的曲率，有助于提高飛機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)效率。

“序曲”超聲速客機(jī)計(jì)劃于2025年推出，2026年首飛，2029年載客運(yùn)營

發(fā)動(dòng)機(jī)選型待定

在發(fā)動(dòng)機(jī)選型方面，羅羅公司曾被看作具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。羅羅公司早年與斯奈克瑪公司合作，為“協(xié)和”號(hào)開發(fā)奧林巴斯593發(fā)動(dòng)機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)Ma2.2的巡航；此外，從已經(jīng)公布的資料可以看出，“序曲”的進(jìn)氣口設(shè)計(jì)與灣流公司2012年申請專利的“一種舒緩的等熵壓縮進(jìn)氣口”有相似之處。作為灣流公司的戰(zhàn)略合作伙伴，羅羅公司對此設(shè)計(jì)應(yīng)該并不陌生。因此博姆超聲速公司曾在2020年與羅羅公司簽署協(xié)議，共同探索將羅羅公司的發(fā)動(dòng)機(jī)與“序曲”超聲速客機(jī)結(jié)合的可能性。雙方團(tuán)隊(duì)共同開展了“序曲”的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)匹配工作，并就發(fā)動(dòng)機(jī)的一些關(guān)鍵問題開展研究，包括現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)是否可以適應(yīng)超聲速飛行等，并就合作進(jìn)行了“有價(jià)值的嘗試”。但在9月初，羅羅公司突然宣布退出“序曲”超聲速客機(jī)合作。

“序曲”超聲速客機(jī)采用四發(fā)布局

博姆超聲速公司表示，羅羅提出的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)的商業(yè)模式并不是未來“序曲”超聲速客機(jī)的最佳選擇。羅羅公司也表示，民用超聲速市場目前不是公司的優(yōu)先事項(xiàng)。雙方合作終止之后，其他發(fā)動(dòng)機(jī)制造商也未對“序曲”超聲速客機(jī)表現(xiàn)出“熱情”。究其原因，在航空業(yè)2050年實(shí)現(xiàn)凈零碳排放的大背景下，民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造商更多發(fā)力在碳減排技術(shù)：一是促進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品使用100%SAF; 二是開發(fā)純電、混合電推進(jìn)技術(shù); 三是推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)與新能源（包括氫燃料）的兼容；四是開發(fā)新型高效率的發(fā)動(dòng)機(jī)架構(gòu)。因而，環(huán)保性能相對較差的超聲速民用發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)并不是發(fā)動(dòng)機(jī)制造商的優(yōu)先事項(xiàng)。

市場需要更有力的支撐

民用訂單兌現(xiàn)存疑

面對超聲速旅行這一可能的新興風(fēng)口，維珍大西洋航空公司、日本航空公司等早早開始下注，通過參與“序曲”客機(jī)的制造和測試、建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系、進(jìn)行戰(zhàn)略投資等方式提前布局，形成了“序曲”的早期訂單。 2021年，美聯(lián)航宣布一旦“序曲”能夠滿足其安全、運(yùn)營和可持續(xù)發(fā)展要求，將購買15架“序曲”客機(jī)，并附加另外35架的意向訂單。而其最大的競爭對手美國航空公司為了防止未來10年優(yōu)質(zhì)客戶的流失，于2022年8月宣布了20架“序曲”客機(jī)的確認(rèn)訂單和40架意向訂單，成為目前博姆超聲速公司的最大客戶。至此，“序曲”的總訂單數(shù)超過140架，其中包括至少35架確認(rèn)訂單。

盡管“序曲”超聲速客機(jī)的銷量有所上升，但發(fā)動(dòng)機(jī)選型的風(fēng)波還是引發(fā)了一些行業(yè)質(zhì)疑。美國航空與博姆超聲速公司聯(lián)合發(fā)布的聲明中措辭嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乇砻?，只有?dāng)“序曲”能夠嚴(yán)格滿足性能和安全要求，以及美國航空公司的其他要求時(shí)，該合同才會(huì)生效。而發(fā)動(dòng)機(jī)的性能是符合上述條件的關(guān)鍵。隨著羅羅退出“序曲”項(xiàng)目，發(fā)動(dòng)機(jī)選型面臨挑戰(zhàn)，現(xiàn)有的訂單是否能夠兌現(xiàn)還有待觀察。

軍用市場有待探索

美國一直有購買民用客機(jī)執(zhí)行非武裝軍事任務(wù)的傳統(tǒng)，“序曲”超聲速客機(jī)作為美國空軍潛在的未來平臺(tái)，具有獨(dú)特的優(yōu)勢。一方面，超聲速飛機(jī)可以用來收集電子信號(hào)、監(jiān)控導(dǎo)彈蹤跡并執(zhí)行其他情報(bào)收集任務(wù)，目前執(zhí)行該任務(wù)的亞聲速機(jī)隊(duì)的平均機(jī)齡為50 ～60年，有機(jī)隊(duì)更新需求；另一方面，超聲速飛機(jī)在戰(zhàn)時(shí)可以快速突入，然后迅速離開，減小被探測攔截的風(fēng)險(xiǎn)，并減少對武裝護(hù)航戰(zhàn)斗機(jī)的需求。此外，“序曲”還具有與亞聲速運(yùn)輸機(jī)相媲美的航程。

2022年1月，美國空軍授予博姆公司一份價(jià)值6000萬美元為期3年的合同，以加速“序曲”超聲速客機(jī)的研發(fā)。該資金被稱為“戰(zhàn)略資金增加”（或STRATFI），代表了美國空軍對超聲速航空的信任背書；范堡羅航展上，博姆超聲速公司宣布了與諾斯羅普-格魯門公司的新合作協(xié)議，為美國政府及其盟友開發(fā)“序曲”超聲速客機(jī)的軍用版本，以支持需要快速響應(yīng)的政府和軍事行動(dòng)，包括快速反應(yīng)監(jiān)視和偵察、指揮和控制，以及緊急醫(yī)療救護(hù)和部隊(duì)運(yùn)輸?shù)纫苿?dòng)和后勤任務(wù)，提供寶貴的時(shí)間優(yōu)勢。

結(jié)束語

雖然超聲速旅行回歸的呼聲很高，但無論是手握110億美元訂單并得到了波音公司支持的致力于超聲速公務(wù)機(jī)的研制艾利安公司的破產(chǎn)，還是羅羅公司出人意料地退出“序曲”超聲速客機(jī)項(xiàng)目，都給其回歸之路蒙上了一層陰影。超聲速客機(jī)回歸的最主要的挑戰(zhàn)在于成本問題，機(jī)體本身造價(jià)的提升以及在超聲速巡航階段的超高油耗，都使得超聲速客機(jī)的市場競爭力下降。目前，該市場尚未得到飛機(jī)制造商、發(fā)動(dòng)機(jī)制造商和航空公司的一致認(rèn)可。“序曲”是否能按時(shí)起飛仍有待時(shí)間的檢驗(yàn)。