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5月30日，日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）在富士重工業(yè)公司宇都宮制作所，向新聞媒體公開(kāi)了低音爆（Sonic Boom）設(shè)計(jì)概念項(xiàng)目“D-SEND計(jì)劃”第二階段試驗(yàn)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)D-SEND＃2）中使用的超音速試驗(yàn)飛機(jī)（圖1）。這架試驗(yàn)機(jī)的外觀設(shè)計(jì)可以降低超音速飛行時(shí)產(chǎn)生的音爆，預(yù)定2013年7～8月在瑞典的Esrange試驗(yàn)場(chǎng)開(kāi)展試驗(yàn)以檢測(cè)效果。

圖1：超音速試驗(yàn)機(jī) 利用前端的鴨嘴形狀（a）和后部下面的波浪形狀（b），分散沖擊波發(fā)生的時(shí)間。構(gòu)成機(jī)身的部件大多是鋁合金切削件，富士重工稱(chēng)，“構(gòu)成主翼的部件等采用手工制作，精度很高”。

旨在減少在地面時(shí)的噪聲

JAXA從2007年開(kāi)始研發(fā)新一代超音速飛機(jī)技術(shù)。超音速客機(jī)的課題是經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，JAXA針對(duì)前者開(kāi)發(fā)出了降低空氣阻力的技術(shù)，針對(duì)后者開(kāi)發(fā)出了降低音爆的技術(shù)和降低起落噪聲的技術(shù)等。2003年退役的協(xié)和超音速飛機(jī)由于音爆太大，只能在海洋上空進(jìn)行超音速飛行。

D-SEND計(jì)劃主要是對(duì)音爆降低效果進(jìn)行飛行驗(yàn)證。該計(jì)劃除了確認(rèn)低音爆設(shè)計(jì)的效果外，還會(huì)將其結(jié)果用于制定與音爆相關(guān)的國(guó)際環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。

音爆現(xiàn)象是指飛機(jī)以超音速飛行時(shí)，機(jī)身各部產(chǎn)生的沖擊波在大氣中向外傳播時(shí)聚集在一起，傳到地面上就會(huì)形成瞬間爆炸聲。音爆可用N形波表示，聲壓先急劇升高再慢慢降至負(fù)壓，然后再次迅速升高至0附近。

為了減輕音爆現(xiàn)象，JAXA開(kāi)發(fā)出了可以分散沖擊波產(chǎn)生時(shí)間的機(jī)身形狀設(shè)計(jì)技術(shù)。這樣，沖擊波傳到地面之前難以聚集在一起，便可抑制N形波的高度（降低音爆）。實(shí)際上，采用該技術(shù)設(shè)計(jì)出的軸對(duì)稱(chēng)形狀試驗(yàn)機(jī)的第一階段試驗(yàn)（D-SEND＃1）已經(jīng)確認(rèn)，這項(xiàng)技術(shù)可以降低音爆（圖2）。D-SEND＃1在2011年5月7日和16日實(shí)施了兩次試驗(yàn)。有形狀各異的兩種軸對(duì)稱(chēng)試驗(yàn)機(jī)，一架長(zhǎng)度較短（重量為700kg、長(zhǎng)5.6m、直徑為613mm，與原來(lái)的超音速客機(jī)一樣會(huì)產(chǎn)生N形波。另一架機(jī)身細(xì)長(zhǎng)（重量為630㎏、長(zhǎng)8m、直徑為613mm），音爆強(qiáng)度約為前者的一半。D-SEND＃1的目的除了驗(yàn)證音爆降低技術(shù)以外，還包括確立在空中測(cè)量音爆的技術(shù)。

圖2：D-SEND＃1使用的試驗(yàn)機(jī)及測(cè)到的波形 降低原來(lái)超音速客機(jī)中發(fā)生的“N形波”的兩個(gè)峰值，從而降低音爆。

D-SEND＃2使用的試驗(yàn)機(jī)配備主翼和尾翼等，采用模仿實(shí)際超音速飛機(jī)的形狀，并非軸對(duì)稱(chēng)。特點(diǎn)是前端的鴨嘴形狀和后部下面的波浪形狀（圖1）。對(duì)前端形狀及主翼形狀的改進(jìn)可以抑制最開(kāi)始的聲壓增強(qiáng)峰值，后部的波浪形狀和尾翼形狀可以抑制聲壓降低的峰值。