2018年6月26日，據美國《航空周刊與空間技術》網站報道稱，在正在美國亞特蘭大召開的美國航空航天學會（AIAA）2018年航空學術大會上，波音公司首次披露了其一種高超聲速客運飛機的初始概念方案。該概念方案由波音商用飛機公司（BCA）聯合波音研究與技術部（BR&T）共同研究，是一型能夠2小時跨越大西洋或3小時跨越太平洋的、馬赫數5級的客運飛機。

該方案的遠期目標是實現商用和軍用。盡管未給出詳細數據，但該方案看上去像是瞄準一型載客量介于遠程公務機和波音737之間的客運飛機，投入運營的時間點大概是在2030年代末以后。該方案巡航速度為馬赫數5，巡航高度約29260米，都遠超2003年退役的“協和”號超聲速科技。

波音公司在2018年6月AIAA航空學術會議上公布的馬赫數5級高超聲速民用飛機概念方案構想圖（美國波音公司圖片）

波音公司在美國防部國防高級研究計劃局（DARPA）和美空軍研究實驗室（AFRL）資助的部分資金支持下，正在公司內部開展一個高速／高超聲速飛機研究項目，其中成果之一就是波音公司曾在2018年1月AIAA科技會議上首次公布的高超聲速軍用飛機（用于情監偵和打擊）概念方案。波音公司的這個高超聲速民機方案也是該內部研究項目的一項成果。同時，波音公司還應該正在開展一個更大的高超聲速飛機項目，該項目可能包含了要在近期研制一型高超聲速飛機驗證機的相關工作。該公司高超聲速首席科學家凱文·鮑卡特（Kevin Bowcutt）表示，一旦獲批，該驗證機可用來驗證滿足軍用和民用等應用要求的機體、系統和推進等一系列（高超聲速飛機）技術，預計最早可在2023或2024年實現首飛——“你現在必須要去做這些研究，以便能夠找到我們要重點推動的技術方向以及該做哪些工作。技術上來說，我們已經具備了能夠在10年之類研制出一型（軍用）高超聲速飛機的能力，比如情監偵飛機。但要實現商用運營，則還有更長的路要走，比如市場、法規、環保要求等。必須要等到這些要素都齊備了，商用飛機才可能成為現實。”

波音公司研究認為，馬赫數5是高超聲速飛機在民用和非運輸類軍用之間的速度分水嶺。“對于從全世界任何一點A到另一點B這個問題而言，核心在于你究竟想要多快完成這段旅途，并且到底多快才算快？超聲速并不算真正的快，因為超聲速還實現不了一天之內完成跨洋往返飛行。而對于商務出行或者軍用而言，時間是一個非常重要的要素。而馬赫數5則剛好可以做到這一點。你可以在2小時左右完成跨大西洋飛行，或者3小時跨太平洋。”在波音商用飛機公司設計師們的聯合協助下，波音研究與技術部完成了當前空運網絡下更高巡航速度帶來的潛在優勢研究。“你可以仔細關注一下時間這個要素，你會發現確實能夠在一天內實現往返。這一點對于民航班機來說非常重要，因為相比一天只能飛單程而言，一天內往返你就可以實現兩倍收入。”

波音這次發布的商用高超聲速飛機概念方案在外形上明顯借鑒了此前2018年1月公布的軍用飛機方案特點，同時也借鑒了波音公司在20世紀60年代開發的2707超聲速民機方案、90年代開展“高速民用運輸飛機”（HSCT）項目成果以及21世紀初開發的“聲速巡航者”（Sonic Cruiser）跨聲速概念方案。其他還包括波音公司各種低聲爆和超聲速公務機等研究項目的成果。鮑卡特說，“數月前，我們與波音商用飛機公司分享了這個新公布的方案，然后問他們是否有興趣開展進一步的研究。他們說有興趣，因此我們在這個公布給大家看的方案的基礎上，又迭代開展了大量的深化研究工作。我們不會公布迭代深化后的成果，但我們還是公開分享這個起始方案的相關信息。”波音商用飛機公司負責產品戰略與未來飛機發展的副總裁麥克·辛奈特（Mike Sinnett）表示，“我們分享了我們對商用飛機市場的深度分析、后續發展方向、以及未來發展需求等，包括乘客訴求、法律法規等。”

波音公司在2018年1月AIAA科技會展上公布的馬赫數5級高超聲速軍用飛機概念方案（美國《航空周刊與空間技術》圖片）

鮑卡特表示，聯合團隊目前正在研究需求和飛行架次數等，“我們正在試圖建立一個適合我們共同開展密切協作的基準概念方案，然后我們才能夠開始細化研究市場以及諸如聲爆、起飛噪聲等細節問題。”然而，從技術挑戰的角度看，速度指標是決定性因素。“（單從數字上看，）從馬赫數0.8到馬赫數5是一個6倍的提升，從馬赫數5到馬赫數6則只提升了20%。但是從馬赫數5以后，速度提升帶來邊際收益在減小，而邊際成本則在增加。因此我們要在這中間找到一個技術臺階，或者叫拐點。一旦速度超過這個拐點，你將在推進或材料上碰到臺階。”“協和”客機巡航速度只稍高于馬赫數2，鋁合金就夠用了，而波音認為馬赫數5的巡航速度下飛機必須使用先進的鈦合金機身結構。

鮑卡特表示，選擇馬赫數5也簡化了推進系統。“我們認為不需要使用超燃沖壓發動機，只需要用到渦輪沖壓發動機就夠了，即一種能夠在馬赫數5下轉換成亞燃沖壓模態的渦扇發動機。”對比之下，馬赫數5+的情監偵飛機則需要采用更加復雜的渦輪基沖壓組合循環發動機（TBCC），這種發動機包含渦輪發動機和亞燃／超燃雙模態沖壓發動機（DMRJ）。其中，渦輪發動機要求能夠工作到足夠高的速度，以便能夠轉換到沖壓模態。兩者共用同一套進氣道和尾噴管，而渦輪發動機將在完成模態轉換后封閉起來，然后在速度降下來以后再空中重啟，直到飛機著陸。

而另一方面，用于這種高超聲速商用飛機的渦輪沖壓發動機則更類似于洛馬公司馬赫數3級SR-71“黑鳥”采用的普惠J58發動機，但在其基礎上進一步在高速狀態下徹底關閉了渦輪部件。波音公司提出了一種環形渦輪沖壓發動機概念，其中渦輪發動機由現役商用渦扇發動機核心機改進而來，負責將飛機加速到可以轉換成沖壓模態的速度，然后由沖壓發動機繼續推進，而渦輪發動機則部分或全部封閉起來。這種發動機也只有一套進氣道和尾噴管，在渦輪發動機外圍集成有一個軸對稱的環形外涵道。來流空氣通過這個外涵道繞過渦輪發動機，直接進入位于發動機后部的加力燃燒室，或者叫沖壓燃燒室。這有點像GE和普惠早前研制的三流路、自適應循環XA100/101軍用發動機的方案。“這不是什么新概念，但不同點在于，J58的馬赫數上不去，因為它還是有部分空氣必須通過渦輪部件。而當速度達到馬赫數5時，這是行不通的。你必須要（對渦輪發動機）進行封閉，可能還需要對流經渦輪發動機的部分空氣進行冷卻。”

轉載請注明：北緯40° » 波音公布5馬赫級高超聲速客機概念方案