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超音速飛行使飛行時間減半，為什麼許多國家禁止它?了解有關衝擊波、音爆和快速飛行的未來的真相。
超音速飛機在飛行過程中會產生超過 100 分貝的音爆。地面上的人聽到的聲音就像一聲響亮的雷聲。衝擊波甚至打破了飛機飛過的建築物的窗戶。
作為結果，1973 年，美國聯邦航空管理局禁止商業超音速飛機飛越陸地。有人說政治和大企業導致了超音速協和式飛機的消亡。但為什麼超音速飛行實際上被禁止了?
超音速飛行歷史
軍用超音速飛行首先出現，並且仍然允許陸路飛行。
Bell X-1
Bell X-1 成為第一架飛行速度超過音速的飛機。
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美國空軍少校 Charles E. Yeager 以超音速駕駛了第一架飛機。 1947 年 10 月 14 日，貝爾 X-1 從波音 B-29 飛機上墜落，打破了音障。它達到並達到了每小時 700 英里（1,126 公里/小時）或 1.06 馬赫的最高速度。其他軍用飛機隨後以高達 2.5 馬赫的破音速飛行。
Tupolev Tu-144
Tu-144 是世界上第一架商用超音速運輸機。
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蘇聯圖波列夫 Tu-144 是一種貨運卡車或超音速運輸機 (SST)，最初是為乘客設計的。 1969 年 6 月，在 70 年代開始定期在莫斯科和西伯利亞之間運送郵件之前，它進行了第一次超音速飛行。
不幸的是，一架圖波列夫飛機在 1973 年的巴黎航展上墜毀，這標誌著 1978 年另一架載有乘客的 Tu-144 飛機墜毀後其終結的開始。
協和式飛機
地面上的音爆限制協和式飛機越洋
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1976 年至 2003 年，超音速法國/英國協和式飛機載有一百名乘客，並以 2 馬赫的速度橫渡大西洋。它甚至從紐約起飛三小時內到達倫敦。
往返機票每張花費近 10,000 美元，最終允許 英國航空公司在多年的政府補貼後實現盈利。這些飛機象徵著財富和速度，其設計和製造均由英國和法國納稅人出資。
居住在協和式飛機航線上的人們抱怨巨大的噪音。然後，在 2000 年 7 月，一架法航噴氣式飛機在起飛後墜毀，機上 109 人不幸遇難。之後，協和式飛機在一年後才獲得批准並再次飛行。
協和式飛機爭議
事實證明，總體運營成本和周邊問題太高。在一些爭議中，空中客車公司在 2003 年通過取消其型號和適航證書迫使協和式飛機退役。由於英國航空公司終於盈利並且最近翻新和升級了五架飛機，他們希望繼續運送乘客。
然而，空中客車公司拒絕讓其繼續運營。一些人認為，協和式飛機的永久降落是由於空中客車公司努力銷售其 A380 和 A350 飛機。
協和式飛機為高級商務人士提供服務。協和式飛機飛越大西洋的時間是普通噴氣式飛機的一半。協和式飛機的高票價保持在頭等艙價格的 10-15% 以內。為高管節省的飛行時間和時差很容易彌補額外的協和飛機票價。時間就是金錢。
爭議表明，只要企業繼續讓他們的高管乘坐協和式飛機，空中客車公司就很難銷售其他新飛機。高昂的運營成本和噪音，加上法國空難後的商業政治，都是導致這種超音速飛行被禁止的原因。
Sonic Boom 的爆炸力
音爆是物體以超音速行進時發生的連續效應
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除了高昂的工程和製造成本外，超音速飛行還會產生爆炸性的音爆。協和式飛機是一架相對較小的公務機，但仍會造成地面損壞。它沒有減輕轟鳴聲的技術，因此它不僅聲音大得令人討厭，而且還打破了建築物和房屋的窗戶。
亞音速飛行速度允許飛機將其前方的空氣推開。超音速，即飛機的飛行速度超過光速時，會產生截然不同的結果。它沒有將空氣推開，而是保持靜止，直到飛機接近它半英寸以內。
然後空氣在百萬分之幾秒內爆炸性地被迫分開。極端的加熱和壓縮迫使衝擊波向外 30 英里，其振動足以損壞地面結構。
衝擊波解釋
理解衝擊波的一種簡單方法是從視覺上思考該過程.很難想像空氣在周圍擠壓然後破裂。相反，想想船是如何在水中行駛並推動它前進的。
水從船頭移開，擴散到整個湖面。您可能會聽到它被稱為“尾波”或“波前”。這種穿過湖面的可見弓形水波類似於飛機擾亂其路徑上的空氣時產生的音爆。
衝擊波或音爆來自狹窄區域內的急劇壓力變化，當飛機以比音速還快的速度在空氣中飛行。
為什麼要禁止超音速飛行?
在美國人向空軍提出成千上萬的索賠之後，音爆禁令出台了1950 年代和 60 年代的超音速噴氣式飛機。然後，美國聯邦航空管理局 (FAA) 於 1973 年禁止陸上超音速商業飛行。法律，FAR 91.817，仍然有效限制音爆。
立法
美國美國並不是唯一一個禁止音爆的國家。英國活動家理查德·威格斯 (Richard Wiggs) 於 1966 年啟動了反協和飛機項目，以挑戰所有超音速運輸機。他用整版報紙廣告聲稱，除了噪音污染之外，這些飛機還影響了臭氧層。
當協和式飛機準備好起飛時，威格斯和他的項目已經說服許多聽眾只讓他們飛過水面，而不是陸地。
例如，由於抗議噪聲，紐約和新澤西港務局於 1976 年暫時禁止協和式飛機在肯尼迪機場降落。大約 2,000 輛汽車阻止了機場附近的交通，以反對音爆爆炸。
其他國家也有針對音爆噪音的立法。
加拿大隻允許在人口稀少的地區進行超音速飛行。馬來西亞居民和立法者反對協和式飛機飛往鄰國新加坡，在飛行三班後被迫停飛。國際民用航空組織禁止音爆到達地面。
超音速飛行的未來計劃
隨著商業超音速飛行最早於 2029 年恢復的承諾，旅行者期待縮短飛行時間並更方便地進行世界旅行。
NASA/Lockheed Martin Quesst
NASA 的 Quesst 任務旨在設計和建造X-59 研究飛機與加利福尼亞州帕姆代爾的洛克希德馬丁公司合作。 Quesst 代表 Quiet SuperSonic Technology。
這組工程師和研究人員使用先進的技術將音爆的驚人響度降低到地面上的人聽到的輕柔的砰砰聲。完成建造後，NASA 將讓飛機飛越美國社區並收集人類對超音速飛行聲音的反應數據。
該任務計劃在 2027 年向美國和國際監管機構提交數據，目標是為陸上超音速飛行生成新的基於聲音的規則。
目標是讓飛機製造商能夠在未來的商用超音速飛機上使用音爆抑制技術。然後，您將能夠在午餐時間從洛杉磯飛往紐約。
以下是該項目的一些重要時間表:
第 1 階段:飛機開發 2018-2024，第 2 階段: 2024 年聲學驗證，第 3 階段:2025-2026 年社區響應研究，2027 年向監管機構提交的最終數據。
美國航空公司/Boom Supersonic
雖然 NASA 和洛克希德馬丁公司建造和測試 X-59，但公司喜歡美國的 Boom Supersonic 和西班牙的 Oscar Viñals 競相在 2029 年之前實現商業超音速飛行。這意味著您可以在 3.5 小時內從紐約飛到倫敦，而不是通常的 7 小時。
Boom 為其超音速飛機 Overture 開單，作為“世界上最快的客機——針對速度、安全性和可持續性進行了優化。”這架飛機的流線型外觀來自於優化氣流的波狀機身，從而提高了燃油效率並減少了阻力。
該公司表示，“生產力與寧靜相得益彰”，這架飛機非常漂亮。從圓滑的輪廓到擬議的座位安排，它散發著航空旅行的未來氣息。
實際上，為什麼超音速飛行被禁止? FAQs（常見問題）
Is Supersonic Flight Possible?
超音速飛行是可能的，但由於其響度目前對於商用飛機是非法的。然而，新技術正在創造更安靜的衝擊波砰砰聲，而不是響亮的爆炸聲。
美國航空公司向 Boom Supersonic 下了 20 架飛機的訂單，並希望到 2029 年重返商業超音速飛行業務。
為什麼打破聲音是違法的障礙?
當飛機的速度超過 1 馬赫時，它會擾動周圍的氣壓並形成衝擊波。這種衝擊波被稱為音爆，在 30 英里以外都能聽到和感覺到。
為什麼超音速飛行不能飛越陸地?
商業超音速飛機不能飛越陸地，因為你可以聽到好幾英里外的音爆。除了爆炸性的隆隆聲讓地面上的人感到震驚之外，衝擊波還打破了建築物的窗戶。
為什麼噴氣式飛機不能在航展上進行超音速飛行?
Blue Angels Air Show 時速約為 700 mph（略低於 1 馬赫）。當飛機超過音速或 344 m/時會發生音爆s（761.2 英里/小時）。由於美國陸地上的降噪規定，Blue Angels 未被授權超過音速。
為什麼直升機不能超音速?
直升機的空速隨著旋翼的旋轉而增加。前進的槳葉具有較高的空速，而後退的槳葉具有較低的空速。在達到超音速之前，後退的葉片失速，而阻力和壓縮性限制了前進的邊緣。
“升力不對稱”或後退葉片失速發生在相反的升力量時轉子兩側不平整。