NASA的X-59是实现飞机在低音爆下的超声速飞行
来源：www.bigmoneylinks.com 作者：韦克威科技 时间：2021-12-06 09:00:49 点击：432次
按照美国总统拜登的预期时间表，未来十年，超声速民用飞机将实现全球运营。目前，美国多家公司和官方机构正在致力于开发超声速飞机，其计划运营时限与美国政府的预期基本一致。例如，Aerion超声速公司正在开发一型名为AS2的超音速公务机，预计能在2027年实现客运目标；Boom公司曾计划2021年对XB-1超声速演示验证机进行飞行测试，并开发一型名为“序曲”的超声速客机，预计在2026年进行首飞。NASA的X-59将为这些超声速民用飞机的研制提供噪音认证标准。2018年，X-59开始在洛·马公司的加州棕█榈谷“臭鼬工厂”进行制造，预计2022年将实现首飞。NASA将X-59项目任务分三个阶段开展。目前，NASA正与洛马公司合作，进行X-59验证机的设计、建造和初始飞行测试，这是任务第一△阶段的部分工作。第二阶段将验证X-59的性能符合设计ㄨ要求，并且可在国家空域内安全飞行。在第三阶段，X-59将飞越美国大陆社区（计划在2024年，具体地点尚未确定），美国NASA将会收集社区居民对飞机超声速飞行中产生的声音的反应。美国NASA研制X-59的一种主要目的是实现飞机在低音爆下的超声速飞行，以便为美国和国际监管机构改变超声速商业航空相关的法律提供数据。X-59研◣究工作得到了NASA 航空研究任务部三个项目的支持，分别是NASA兰利研究中心管理的民用超声速技术项目、NASA阿∞姆斯特朗飞行研究中心管理的飞行验证和能力项目以及NASA总部管理的负责X-59飞机本身的低音爆飞行验证机项目。目前，X-59正进入总装准备阶段。2021年11月20日，美国NASA公布已拆除X-59静音超声速技术（QueSST）验证机的外部支架，并将在检查机身结构后进入总装准备阶段。在完成总装和内部系统通电检查后，计划在洛·马公司德克萨斯州沃思堡■工厂进行结构测试。
此前，在2021年9月9日，NASA公布完成了飞机外部视觉系统（eXternal Vision System，XVS）的各项测试工作，包括飞行测试和结构稳定性测试（结构完整性振动测试），做好了将该系统安装到X-59上的准备工作。XVS技术飞行测试是在NASA的比奇UC-12B试验机上进行的，其系统硬件被安装在机舱内，并与机头的一个外部摄像机连接。在测试中，一名飞行员坐在驾驶舱内，可以通过前窗看到飞行路线上的情况，而另一名飞行员则坐在机舱内，只使用XVS进行外部感知。测试场景中■实际考察的是飞行员能否看到一架较小的NASA飞机。测试包括极具挑战性的近距离偏移路径场景（好比开车时发现盲区内的其他车辆），在同一高度穿越另一架飞机的航迹（类似通过危险的交叉口），还有目标飞机从下方接近试验机的场景。在每个场景中，两名飞行员㊣在发现另一架飞机的瞬间按下按钮，记录下两人识别目标飞机的时间，以供研究。在成功进行XVS飞行测试后，研究人员又通过一系列的振动测试来检验系统的结构完整性。研究人员通∩过模拟飞行环境中的振动水平对机架系统进行测试№，以确保设备在安装在X-59上时能够正常运行。
2021年9月22日，X-59飞机机头在飞机前部完成组装定位，并准备进行组装连接。在完成连接后，机头将从飞机前部拆下，并运往德克萨斯州沃思堡进行其他测试。
X-59是一种有人驾驶的单座超声速飞机，可将音爆的响度降低为很轻柔等级。该机的整体高度达到14英尺（约合4.3米）。为了在低音爆情况下达到超声速，X-59飞机采用独特外形，使用细长机身设计，机头长』度约30英尺（约合9.144米），几乎占飞机总长的三分之一，这可将超声速飞行产生的音爆降低到地面人群只感到“安静的声波冲击”这一程度。而这种独特的长机︻头外形要求驾驶舱必须位于飞机主体的低处，从而没有前视窗口。这种结构布局会给飞行员造成视觉障碍，因此需要外部视觉系统（XVS）为飞行员提供视觉辅助。
XVS是一个前向的多摄像头系统，由三个主要部件组成：XVS机架、摄像√系统和4K显示器。其主窗口为一个4K显示器，能够显示X-59 QueSST前面的空域。X-59飞行员可使用它综合显示飞机外部两个摄像传感器、先进计算系统地形数据传感器信息，从而能够安全地看到他们飞行路线上的情况，同时还为进◣场、降落和起飞提供增强现实（AR）的图形化飞行数据。XVS机架包含计算机处理器、网络设备、视频分配和电源分配▲组件，是系统〇的大脑。XVS子系统负责人Randy Bailey曾表示，XVS性能和安全水平相当于或优于传统前窗。X-59将ECS进气口/排气口创新性放置在机翼▲顶部，可防止ECS/排气与飞机底部激波相互作用，大大降低触地时引起的音爆。X-59机身黑色矩形面板为环控系统（ECS）进气口，主要用于调节温度、舱室压力▂和气流。位于其中一个ECS面板后方的银色格栅是排气口。X-59的总装制造等任务由洛·马公司负责，包括X-59飞机机翼制造中的数百个钻孔及检查工作由洛·马公司臭鼬工程队的螺栓和机器人自动钻孔（COBRA）系统完成。
X-59航电系统由柯林斯航宇公司提供。柯林斯航々宇公司为X-59提供了飞行显示触敏屏显、平视显示（HUD）系统、合成视觉系统、ARC-210无线电通信系统、导航/监视↘系统等配套航电装备，有效保证X-59飞行安全。柯林ξ 斯航宇公司的多光谱视景增强系统（EVS-3600）还能辅助飞行员实现全天候安全着陆。X-59配装GE公司的F414-GE-100发动机。在2020年，GE公司向NASA交付了该发动机。X-59社区飞越试验保障支持服务由美国马塞诸塞州Harris Miller Miller&Hanson公司负责。2021年5月7日，NASA公〓布授予该公司一份保障服务合同，总额不超过2900万美元，履∩约期限为期8年。工作范围包括支◆持NASA低音爆飞行演示任务第三阶段的计划、执行和记录。主要的分包商包括：美国马里兰州的Westat公司、北卡罗莱纳州的蓝岭研究咨询公司、以及加利福尼亚︼州的EMS Brüel&Kj?r公司。X-59噪声数据记录处理系统由美国加利福尼亚晶钻仪器公司提供。NASA将利用晶钻仪器公司的地面记录系统（CI-GRS）来收集从音爆到经静音处理后的噪声特性，包括时间、波形和频谱数据等。CI-GRS系统还为NASA提供了安装定∮制软件和算法的功能，用来满足实时噪声分析所需要的特殊操作。借助这√项技术，NASA将能够从记录中提取、查看和分析特定数据。2016年2月29日，洛马公司与NASA为了实现减轻音爆发生的静音超声速客机“QueSST”，发布了共同开发的“X plane”研究机。2017年2月，洛马▃公司对X-plane客机模型进行首次风洞试验。2017年6月，NASA宣布QueSST完成初步设计评审(PDR)。2017年10月，洛马公司向NASA提交了最终的∏“QueSST”投标方案。2018年4月，NASA正式授予洛马公司一份╱2.475亿美元的合同，用于建造新型超声速X-Plane飞机，计划2021年底交付NASA阿姆斯特朗飞行研究中心。2018年7月，该项目被美国空军正式命名为X-59 QueSST（静音超声速飞机）。2018年11月，NASA开始对其X-59超声速低音爆验证机缩比模型进行低速风洞测试。同月，NASA正式公布三年内实现X-59静音超声速飞机首飞的研发时间表。2019年1月21日，洛马公司选择了柯林斯航空航天公司为X-59静音超声速飞机提供航空电子设备。2019年6月，洛马公司选择柯林斯航空航天公司提供环境控⌒制系统(ECS)，以及关键的飞行∏操纵面部件，包括襟翼、副翼和方向舵。2019年8月，NASA兰利研究中心的研究人员利用NASA的比奇公司UC-12B飞机成功完成了外部视觉系统(XVS)技术的飞行测试。2019年8月，XVS系统成功完成了飞行试验，并于2020年1月通过了几轮鉴定试验。2020年9月，用于安装XVS和飞行试验↘测试系统的托盘支架安装到机身。此外，交付了几个即将安装的飞机大部件，其中包括GE航空公司的F414-GE-100涡扇发动机，飞机垂尾以及机头。
2019年12月，QueSST验证机通过了一项关键决策点D(KDP-D)管理评审，获准开〓始进行总装和系统集成。2020年4月，X-59静音超声速技术飞机的主机翼在位于加利福尼亚州帕姆戴尔洛尔的洛马公司“臭鼬工厂”完工。2020年5月，GE航空公司交付X-59 静音超声速技术验证机的第一台发动机。2020年6月，X-59 静音超声速技术验证机在洛马公司“臭鼬工厂”进行机翼和驾驶舱组装。2020年12月，X-59完成了作为飞机油箱的机翼内部封闭工作，具备了将飞机的其他关键部◣件，包括机身和尾翼组装在一起的条件。
来源：全球航空咨询
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