为什么客机的飞行速度几十年了都没什么変化?

随波荡漾的漂流瓶2024-06-09 16:14:00  53

现代喷气式客机的巡航速度普遍在900公里/小时左右,这一速度与早期喷气式客机相比并没有太大变化。尽管飞机其他方面随着时间的流逝而越来越先进,但为什么唯独速度在过去半个多世纪里没有显著提高呢?例如,根据日本航空公司(JAL)的数据,该公司最新的空中客车A350的巡航速度为916公里/小时,而波音公司近期开发的波音787也是916公里/小时,广泛用于地区航线的波音737则为840公里/小时。

另一方面,早期喷气式客机的巡航速度,如“彗星”号为0.68马赫(约735公里/小时),但在6年后,即1958年投入服务的波音公司首款喷气式客机“波音707”,速度更快,达到了0.8马赫(约864公里/小时)。

喷气式客机速度未能提高的一个重要原因是效率问题。

当然,技术上讲,超音速客机的飞行是可能的,其代表就是曾经的“协和”号。其速度可达2.02马赫,简单换算成时速约为2200公里。此外,尽管波音公司在1960年代计划开发的超音速客机“2707”最终被取消,但当时确实存在追求更快速度的趋势。

然而,自1970年代海外旅行普及以来,民航业逐渐从“速度”转向了“数量”的时代。这一转变的先驱是被称为“巨无霸”的波音747。与“协和”号相比,尽管“巨无霸”在速度上稍逊一筹,但其座位数量却有着天壤之别,能够一次性运送更多的旅客。

此后,“快速运送少数人”不如“即使速度不快也能运送大量人”成为了民航业的趋势。

而且,速度的提高还会引发其他问题,这也是客机速度提升趋势趋于平静的一个原因。例如,当飞机超过音速时,会产生声爆这种冲击波,这会对地面造成巨大的噪音,也会给飞机本身带来负担。“协和”号飞机对周围环境的噪音和影响较大。此外,过分追求速度往往不得不牺牲舒适性,协和号机舱非常狭窄,窗户的大小和智能手机差不多。

此外,自1960年代以来,以波音747为代表的喷气式客机普遍采用了一种名为“涡轮风扇发动机”的喷气发动机。这种发动机通过压缩吸入的空气,利用其中一部分进行燃烧,然后将剩余部分直接从风扇喷嘴中喷出以获得推力,但这种发动机一旦超过音速,效率就会下降。

随着时代的发展,客机的“涡轮风扇发动机”逐渐采用了更为优越的噪音和燃油效率设计(高涵道比涡轮风扇发动机),但超过音速时效率下降的问题并未改变。也就是说,现代客机在设计时刻意避免超过音速,同时在这个范围内追求更好的燃油效率和低噪音。

尽管如此,“超音速客机”的概念并未完全熄灭。2017年,美国的Boom Technology公司公布了超音速客机概念“Overture”,日本航空也对其进行了投资支持。这款飞机的设计速度为1.7马赫。但2024年的现在仍然没有实用化。

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