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那福忠,知名電子出版專家、網路作家。
   
  奢華的超音速飛機
  那福忠 April 10, 2007
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   三十年以前,全球第一架超音速民航客機「協和號」(Concorde) 起飛,流線型的機身,在 18000 公尺的高空,以兩倍的音速、約每小時 2140 公里,跨越大西洋,從倫敦到紐約普通民航機要飛七至八小時,協和號僅飛三小時半,而且創過 2 小時 52 分的紀錄,對畏懼長途飛行的旅客是一大福音。後因航線太少,2000 年又有一架在巴黎墬毀,維修顯出問題,隔年 9/11 全球航空營運下滑,最後在 2003 年底停飛。協和號原計畫在全球密佈航線,但屢遭各國拒絕,原因是所產生的噪音讓地面的人無法忍受,家裡的碗盤都被震得亂響,最後只能飛越海洋、不准飛越陸地。

   超音速飛機所產生的噪音,稱為音爆 (Sonic Boom),是有如打雷一般驚天動地的爆音,為一物理現象。飛機飛行所產生的壓力音波,以空氣為介質向四周傳送,如果以低於音速飛行,飛機未到先聽到聲音,再看到飛機飛走;如果飛機飛的等於音速(15°C 的時候每小時 1225 公里、音速與溫度正比相關),往前傳的音波就與飛機走的一樣快,所以看到飛機從遠處來,卻聽不到飛機的聲音,直到飛機飛到頭頂上才聽到聲音。如果飛機超過音速,那往前傳的音波就落在飛機之後,繼續往前傳的同時,飛機又製造下一個往前傳的音波,這樣一個個累積成一個錐形,到了一定的程度釋放出來,就造成巨大的音爆。(如示意圖、點選放大)

   現在有了新發展,新設計的飛機,既然超音速、又安靜沒有音爆,極可能為航空業開拓新路,減輕旅客長程飛行之苦。不過,這種新的超音速飛機,先從小飛機測試,由 Lockheed Martin 與 Supersonic Aerospace International 兩家高科技公司合作,製造簡稱 QSST (Quiet Supersonic Transport) 的安靜超音小型飛機,以 1.6 到 1.8 音速的飛行速度,可跨越海洋與陸地,續航 8000 公里,從紐約到洛杉磯只要兩個多小時。(如圖、點選放大)

   音爆的產生,通常是因為機翼與引擎附近的壓力音波累積得太快,前後不停擺動,機頭與機尾各產生巨大脈衝發出爆聲。QSST 採用不同的機形設計,來克服這個問題,先是在機身前方安裝小型機翼,在機尾又安裝倒 V 字形尾翼(如圖、點選放大),這樣可以使主機翼縮小,壓力音波就分散機身各處,雖製造多個小型脈衝,所發出的音爆,傳到地面就幾乎聽不見。設計的人員說,QSST 的機形設計有 22 種專利技術,雖以超音速飛行,地面上聽到的噪音,僅為協和號的百分之一。

   與協和號比,QSST 確實小得多,協和號有一百個座位,QSST 僅有十二個座位,但比協和號舒適得多,機內裝潢可稱得上豪華(如圖、點選放大)。超音速多半高飛,約在兩萬公尺上下,高過不穩定的氣流層,所以飛行平穩舒適,可以享受機內的奢華。協和號雖然能乘坐一百人,但機艙狹小,一排四個座位,走道在中間,艙頂圓形僅高一米八,艙頂兩邊沒有放手提行李的櫥櫃,所以旅客的手提行李嚴格限制。協和號座位不分等級,票價相當 747 的頭等艙價位,舒適程度卻相去甚遠,乘坐的人圖的是時間、而非舒適。QSST 顯然把舒適與時間結合在一起,唯乘坐的的代價,恐怕也不是一般人負擔得起的。

   QSST 在飛行的時間上,究竟比現在的航班節省多少,他們說是現在的一半。以美國境內為例,洛杉磯到紐約 2 小時 15 分鐘,洛杉磯到夏威夷 3 小時。亞太航線,紐約到東京 8 小時,芝加哥到東京 7 小時,西雅圖到東京 4 小時,東京到新加坡 3.5 小時,舊金山到香港 8 小時,舊金山到曼谷 10 小時,洛杉磯到雪梨 9 小時。歐美非航線,華盛頓到莫斯科 5 小時,華盛頓到倫敦 4 小時,倫敦到杜拜 4 小時,邁阿米到里約熱內魯 4 小時,邁阿米到約翰尼斯堡 9 小時。

   QSST 目前雖然還在設計階段,但可望在 2011 年試飛,2014 年正式啟用。至於花費,估計研發需要 25 億美元,每架飛機造價為今天幣值的 8000 萬美元。這麼貴的飛機,僅乘坐 12 個人(另需三名駕駛人員)未免浪費,所以艙內裝潢可以改變,最多可乘坐 25 人。這架豪華小飛機的買主,也不是以航空公司為對象,說主要給全球的政府、大企業、以及有錢的名人。

   看樣子,QSST 距離我們市井小民還遠,不過經驗一再告訴我們,創新技術一旦發現有用、有市場,進展的速度遠超出我們想像,QSST 果真如預期那麼好、那麼快、又符合音爆標準,必會有人發展大型超音速飛機,以便宜價格服務大眾。高速公路,高速鐵路,總有一天會有高速飛機吧。

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