超聲速低聲爆技術(shù)是美國(guó)高超聲速飛行器研制中面臨的關(guān)鍵技術(shù)之一。NASA的X系列飛機(jī)X-59是美國(guó)正在研制的超聲速飛行驗(yàn)證機(jī)之一，正積極驗(yàn)證低聲爆技術(shù)，開(kāi)展噪聲驗(yàn)證計(jì)劃。其驗(yàn)證計(jì)劃值得關(guān)注。

NASA的X系列飛機(jī)X-59 Quesst超聲速低聲爆飛行驗(yàn)證機(jī)面臨很大的進(jìn)度壓力。如果想要走入正軌，建立期待已久的允許超聲速飛越陸地的噪聲標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)界必須在2024年前拿到該飛機(jī)的首次社區(qū)接受飛行的數(shù)據(jù)。

如果拿不到關(guān)于公眾能接受何種程度聲爆水平的數(shù)據(jù)，民用超聲速飛機(jī)將繼續(xù)被禁止在地面上以高于Ma1的速度飛行，這將限制下一代超聲速運(yùn)輸行業(yè)在未來(lái)5～10年內(nèi)的經(jīng)濟(jì)可行性。

目前進(jìn)度非常緊張。NASA希望洛·馬臭鼬工廠2021年底從加州棕櫚谷起飛X-59，但有可能會(huì)推遲到2022年初。按計(jì)劃之后將在加州愛(ài)德華茲空軍基地進(jìn)行包線擴(kuò)展、聲學(xué)驗(yàn)證和公眾反應(yīng)初步數(shù)據(jù)收集的飛行。

如果NASA履行2024年底前向國(guó)際民用航空組織（ICAO）交付初始數(shù)據(jù)集的承諾，NASA需要2023年時(shí)在愛(ài)德華茲空軍試驗(yàn)之外的場(chǎng)所開(kāi)展第一次社區(qū)接受度飛行，可能在南加州某處。

制定這一時(shí)限是為了在2025年初國(guó)際民航組織（ICAO）的航空環(huán)境保護(hù)委員會(huì)（CAEP）第13次會(huì)議之前收集到數(shù)據(jù)并分析。CAEP正在制定使飛機(jī)通過(guò)陸地超聲速飛行認(rèn)證的途中噪聲標(biāo)準(zhǔn)。

這條路徑已經(jīng)走了很多年。民航組織已經(jīng)致力于聲爆研究15年了，雖然飛機(jī)設(shè)計(jì)的技術(shù)進(jìn)步使聲爆（現(xiàn)在稱之為途中噪聲）減輕為重?fù)袈暎罱K認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)還需要十年才能制定出來(lái)。

耗時(shí)如此長(zhǎng)的原因在于該問(wèn)題的復(fù)雜性。現(xiàn)有的飛機(jī)起降噪聲認(rèn)證規(guī)定包括測(cè)量地面的聲級(jí)，再通過(guò)分析，恢復(fù)源噪聲，通過(guò)基準(zhǔn)大氣進(jìn)行傳播，從而生成認(rèn)證機(jī)構(gòu)所要求的數(shù)據(jù)。

但灣流公司超聲速技術(shù)開(kāi)發(fā)主管羅比·考阿特（Robbie Cowart）表示這一方法對(duì)聲爆不起作用，在6月達(dá)拉斯舉行的美國(guó)航空航天學(xué)會(huì)的航空會(huì)議上他說(shuō)：“隨著爆炸在大氣中傳播，它就失去了特征，不能回溯到噪聲源，也不能在基準(zhǔn)條件下傳播這些噪聲。然而，認(rèn)證程序要求在基準(zhǔn)條件下測(cè)量?！?/p>

在超聲速巡航的飛機(jī)附近，聲波信號(hào)特征混合了沖擊波和膨脹波。在離飛機(jī)越遠(yuǎn)的中場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)，聲波信號(hào)特征開(kāi)始融合，越來(lái)越少，隨后聲爆進(jìn)入地球邊界層，在邊界層低空湍流將高頻內(nèi)容重新引入聲波特征中，甚至導(dǎo)致聲爆局部集中強(qiáng)化。

羅比·考阿特說(shuō)：“在湍流的作用下，在20ft外就能得到一個(gè)完全不同的聲波信號(hào)?！边@就提出了一個(gè)問(wèn)題：應(yīng)該在哪一位置測(cè)量聲爆？地面還是湍流層之上，還是在中場(chǎng)高度處？還有一個(gè)問(wèn)題是，應(yīng)該鑒定哪種噪聲？應(yīng)鑒定NASA計(jì)劃減少的巡航聲爆還是鑒定當(dāng)飛機(jī)加速、減速或機(jī)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的集中聲爆？?jī)H測(cè)量飛機(jī)航之下的噪聲還是測(cè)量整個(gè)20nm寬的聲爆范圍的噪聲？

當(dāng)一架飛機(jī)被設(shè)計(jì)成使航跡下的聲爆最小，可能會(huì)增加偏離軌道的噪聲和偏離設(shè)計(jì)的噪聲?！拔覀?nèi)绾我越y(tǒng)一、穩(wěn)健和一致的方式做到這一點(diǎn)？我們應(yīng)如何測(cè)量聲爆并使其成本合理？我們必須考慮經(jīng)濟(jì)合理性。把飛行測(cè)試預(yù)算的20%花在測(cè)量途中噪聲上是不合理的?！?/p>

上述只是在制定首個(gè)聲爆認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)時(shí)CAEP專家需要解決的部分問(wèn)題。但為了使超聲速航空旅行得以繼續(xù)，最關(guān)鍵的一步仍然是確定公眾能接受何種程度的途中噪聲水平。

為此，NASA正全力以赴爭(zhēng)取在2023年之前收集到足夠的社區(qū)反饋數(shù)據(jù)，到2025年底前完成全美范圍內(nèi)的4～6次飛行任務(wù)。技術(shù)項(xiàng)目副經(jīng)理戴夫·里奇溫（Dave Richwine）承認(rèn)進(jìn)度表非常緊張。X-59是一個(gè)有截止日期的X系列飛機(jī)計(jì)劃。