曾經(jīng)的超音速民航飛機
20世紀(jì)60年代，世界范圍內(nèi)掀起研發(fā)超音速客機的浪潮。美、蘇、英、法在這一領(lǐng)域競相角逐。但只有法國宇航和英國飛機公司聯(lián)合研制的協(xié)和飛機（Concorde），以及前蘇聯(lián)圖波列夫制造局推出的Tu-144投入過實際營運。波音公司的超音速客機項目Boeing 2707甚至在一片質(zhì)疑聲中草草收場。究其原因，一方面，超音速客機研發(fā)困難巨大、制造成本居高不下；另一方面，經(jīng)濟性差，載客量小，運營成本高等缺點，使超音速客機一直未能找準(zhǔn)民航市場的切入點。隨著協(xié)和飛機于2003年退役，商用飛機領(lǐng)域再未出現(xiàn)過超音速飛機的身影。
BOOM超音速之夢
Boom公司創(chuàng)始人Blake Scholl對于航空事業(yè)的熱愛始于他的童年。出生于辛辛那提市郊，Blake習(xí)慣于家門口各類通勤機的起起落落，翱翔藍天成為他年少時最憧憬的事。大學(xué)時期，Blake開始自己駕駛飛機，并于2008年拿到了自己的飛機駕駛執(zhí)照。一次偶然的機會，他在博物館中見到了聞名于世的協(xié)和飛機。他瞬間被協(xié)和飛機優(yōu)雅的外形和傳奇的故事所打動，他為自己設(shè)定了新的人生目標(biāo)——實現(xiàn)超音速飛機在民航領(lǐng)域的復(fù)興。
2014年，他邁出了實現(xiàn)夢想的重要一步——創(chuàng)立Boom Supersonic公司。Blake將公司愿景定義為：以更快、更安全和可持續(xù)的方式將世界范圍內(nèi)家庭，企業(yè)和不同文化緊密聯(lián)系在一起。 Boom總部位于美國丹佛，其公司成員曾多次參與NASA、波音、空客、洛馬、諾格、灣流等知名航空OEM的研發(fā)制造項目，并為40多款新型航空航天器做出了貢獻。目前，Boom公司已獲得多家風(fēng)險投資公司和投資人的支持。此外，Boom還獲得了日本航空和維京航空價值60億美元的預(yù)訂單。
Overture和XB-1
Boom將其首架超音速客機命名為Overture，最高設(shè)計時速2.2馬赫（每小時2715公里），設(shè)計載客量55。2020年10月7日，Boom Supersonic推出了備受矚目的驗證機XB-1。XB-1按照與Overture原型機1:3的比例壓縮制造，她的組裝完成標(biāo)志著Boom公司為Overture項目建立了針對關(guān)鍵技術(shù)進行測試、開發(fā)和演示的平臺，并將為Overture機型的研發(fā)和組裝積累大量寶貴的數(shù)據(jù)。
自上世紀(jì)九十年代以來，世界民航市場的格局并為發(fā)生重大變化。Boom Supersonid如何才能讓Overture避免重蹈老一代超音速客機的覆轍？
Boom將從以下三方面入手：
1. 加大新型材料的使用力度
碳纖維在Overture以及XB-1的突破性設(shè)計中發(fā)揮了十分重要作用。亞音速航空制造業(yè)一直是鋁合金和碳纖維復(fù)合材料相互競爭的領(lǐng)域。碳纖維憑借更輕、各向同性、耐高溫等優(yōu)點而得到越來越廣泛的應(yīng)用。而在超音速飛行中，機體表面的高溫是鋁合金材料無法持續(xù)承受的，但碳纖維則可以很好地應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。Boom的設(shè)計團隊相信這是Overture能夠克服老一代超音速飛機性能問題的重要原因。超音速飛行對于空氣動力方面的要求更加苛刻，而碳纖維的鋪層工藝幾乎可以完美獲得各類復(fù)雜形狀的零件。而鋁合金材料則受到加工精度、內(nèi)應(yīng)力加工變形等限制，無法獲得精確的零件尺寸。此外，Overture也大量應(yīng)用鈦合金、高溫合金等新型航空材料。
2. 應(yīng)用3D打印等新型成型技術(shù)；
在XB-1的制造和組裝過程中，3D打印技術(shù)發(fā)揮了不可或缺的作用。早在XB-1設(shè)計之初，Boom就與知名3D打印公司Stratasys建立了長期合作關(guān)系。Stratasys的F450、F900型3D打印機不僅幫助Boom解決了各類零件的制造問題，還通過打印各類構(gòu)型復(fù)雜的工裝、夾具，極大地簡化了XB-1的生產(chǎn)制造過程。
此外，Boom還與VELO3D公司合作進行零件打印。VELO3D公司在金屬零件打印方面具備豐富的經(jīng)驗。因此，雙方的合作更多集中在動力系統(tǒng)，尤其是與進氣道構(gòu)型相關(guān)的零件。由VELO3D打印的鈦合金零件不僅可以幫助XB-1控制進氣量，而且能促進發(fā)動機冷卻。XB-1共裝備了21個鈦合金零件，絕大部分是與動力系統(tǒng)相關(guān)的關(guān)鍵零件。他們?nèi)坑蒝ELO3D公司的Sapphire系統(tǒng)打印而成。
3D打印技術(shù)極大地提升了XB-1制造和組裝的速度（XB-1完成組裝僅耗時一年）。 對于傳統(tǒng)零件設(shè)計，工程師需要借助CAD軟件進行設(shè)計，然后加工、測試、改進。這一過程可能重復(fù)多次，完成一次迭代可能需要數(shù)周時間。而利用3D打印技術(shù)可以進行模擬打印和模擬裝配，模擬成功后進行快速實際打印生產(chǎn)。這是傳統(tǒng)的零件設(shè)計加工方式無法實現(xiàn)的。
3. 可持續(xù)性設(shè)計
環(huán)保和可持續(xù)方面的考慮一直貫穿Overture項目。首先，Boom公司與普羅米修斯燃料公司合作開發(fā)新型低碳燃料；其次，Boom公司也與羅羅公司共同測試推進系統(tǒng)，除了考察現(xiàn)有發(fā)動機與原型機的匹配性外，雙方也在考慮合作調(diào)整Overture原型機的氣動特征，甚至開發(fā)新的發(fā)動機；此外，Boom十分重視原料的重復(fù)以及循環(huán)利用。碳中和也是Overture服役周期內(nèi)的重要目標(biāo)。
今年余下的時間里，Boom將針對XB-1的氣動特征和航電系統(tǒng)進行全面試驗，并計劃在明年完成試飛。XB-1驗證機的順利完成讓Boom公司有信心于2025年推出Overture超音速原型機。2029年完成FAA，EASA等試航認(rèn)證則是Boom公司的終極目標(biāo)。
對此Boom公司CEO Blake評價道：
超音速飛行的時代將再次來臨。長期以來，人們對此充滿期待。現(xiàn)在我們已經(jīng)擁有了驗證機，我們將對其進行最嚴(yán)格，最廣泛的測試。很快我們將制造可以乘坐的飛機。我們正努力使超音速飛行再次成為民航界的主流，我們將比協(xié)和干的更棒！
超音速客機的未來如何，讓時間給我們答案吧。
