问题

自协和之后客机再也没有大的提速,是不具备这个能力吗?

回答
协和式客机之后,民航客机的速度确实没有实现质的飞跃,这让很多人感到困惑,觉得是不是我们失去了让飞机飞得更快的“能力”。其实,情况并非如此,我们并没有“失去”能力,而是出于一系列复杂的原因,选择了 “不具备”在目前这个阶段追求更高速度的商业价值和可行性。

这就像你拥有一辆跑车,但你选择日常通勤时开的是家用车一样,不是因为你不能开跑车,而是因为跑车不适合日常通勤的成本、舒适度和实用性。

让我详细给你讲讲其中的道道:

为什么协和式客机这么特别?

首先,我们要理解协和式客机它不仅仅是一架飞机,它是一个时代的象征,是人类工程学和航空技术的一次辉煌的突破。它的出现,让跨大西洋的飞行时间从七八个小时缩短到了三小时不到,这是质的改变。为了实现这个速度,协和式客机克服了巨大的技术挑战:

超音速飞行面临的空气动力学难题: 当飞机速度接近音速时,空气会变得越来越“黏稠”,产生巨大的阻力。速度超过音速后,会形成激波,这不仅仅是阻力增加的问题,还伴随着噪音(音爆)和高温。协和式客机采用了高度优化的翼型设计,能够有效地管理这些激波,并采用特殊的合金材料来承受高温。
强大的发动机: 协和式客机使用了奥林匹斯(Olympus)涡喷发动机,这是一种推力巨大的发动机,能够提供足够的动力来克服超音速飞行时的巨大阻力,并达到每小时超过2100公里的速度(约2马赫)。
结构强度和耐高温材料: 在高速飞行时,飞机外壳会因为空气摩擦而产生高温,尤其是机头部分。协和式客机采用了耐高温的合金材料,并设计了特殊的隔热结构。
飞行控制系统: 为了在高亚音速和超音速之间平稳过渡,并精确控制飞机姿态,协和式客机采用了先进的飞行控制系统,包括可变几何进气道等复杂装置。

那么,为什么之后就没有“跟上”协和式呢?

原因并非我们做不出更快的飞机,而是因为 技术进步的动力转向了经济性和环境效益,以及乘客体验的综合考量。

1. 经济成本的“天文数字”: 这是最核心的原因。协和式客机极其高昂的研发和制造成本,导致其运营成本也居高不下。
燃油消耗: 达到超音速需要消耗远超亚音速飞机的燃油。协和式客机的燃油效率极低,这意味着单次飞行的燃油成本非常高昂。
维护成本: 复杂的发动机、精密的控制系统和耐高温材料,都意味着高昂的维护费用。每次飞行前后的检查和维护都要耗费大量人力物力。
运营限制: 协和式客机产生的音爆,限制了它只能在海洋上空进行超音速飞行,大大缩减了航线选择和商业运营的灵活性。这进一步增加了其运营成本,因为需要绕开陆地,增加飞行距离和时间。
高昂的票价: 为了覆盖这些高昂的成本,协和式客机的票价也高得离谱,只有极少数富豪才能负担得起。这使得它的市场规模非常有限,无法形成规模效应来降低成本。

2. 乘客体验的“权衡”:
噪音: 协和式客机的起飞和降落噪音非常大,对机场周边居民造成困扰。而且在超音速飞行时,虽然驾驶舱内相对安静,但机舱内可能还是会受到一定影响。
颠簸和不适: 超音速飞行时,飞行高度通常很高,气流也可能更不稳定,这可能会导致一些乘客感到不适。
空间狭小: 为了追求极致的速度,协和式客机的机身设计非常纤细,舱内空间相对狭小,座位也比较拥挤,这与现代客机追求的舒适性有所区别。

3. “技术红利”的转移: 航空技术的发展并没有停滞,而是将精力放在了更符合大众需求的领域:
燃油效率的提升: 通过更先进的发动机设计(如高涵道比涡扇发动机)、更轻的复合材料、更优化的气动外形,现代客机的燃油效率得到了极大的提高。这意味着同样的航程,现代客机只需要消耗更少的燃油,运营成本显著降低。
舒适性和经济性的平衡: 现代客机在保证飞行安全和效率的同时,更注重乘客的舒适度。更宽敞的座位、更好的娱乐系统、更平稳的飞行体验,都是提升旅客满意度的关键。
环保法规的日益严格: 全球对航空业的环保要求越来越高,减少碳排放和噪音污染是航空业必须面对的挑战。超音速飞行由于其高油耗和潜在的音爆问题,在环保方面处于劣势。
安全性毋庸置疑的提升: 航空业的安全性是第一位的。尽管协和式客机在技术上很先进,但它的几次重大事故也给人们留下了深刻的印象。现代客机通过不断的技术迭代和严格的监管,将安全性提升到了前所未有的高度。

4. 新技术的“沉淀”与“再出发”:
亚音速技术的成熟: 过去几十年来,亚音速客机的技术已经非常成熟和高效。比如波音747、空客A380、波音787、空客A350等,它们在燃油效率、航程、载客量和舒适性方面都达到了非常高的水平。
对“更快”的需求并未消失,而是“变异”: 尽管没有回到协和式的速度,但大家对更快速旅行的需求并没有消失。只不过,这种需求被分解成了更优化的航班时刻、更便捷的机场中转、更直飞的航线等“软性”的提速方式。
下一代超音速技术的研究仍在进行: 航空界并没有放弃超音速飞行的研究。例如,很多公司正在开发新一代的超音速客机,它们的目标是解决协和式客机遇到的问题,比如降低噪音、提高燃油效率、减少环境影响。这些新一代的超音速飞机可能会在速度上有突破,但更重要的是,它们会更加注重经济性和环保性,希望能够再次进入主流市场。

总结一下,为什么协和式之后没有“大的提速”?

不是因为我们“不具备”制造更快的飞机,而是因为 在当前的经济、环境和社会条件下,极高的速度带来的边际效益(收益增长)远低于其边际成本(投入增加)。 航空业的重心已经从“最快”转移到了“最经济、最环保、最舒适、最安全”的综合平衡。

协和式客机是一项伟大的工程奇迹,但它更像是一个超前的实验,证明了人类可以做到。而之后的客机发展,则是在技术成熟的基础上,更加务实地追求大众化、可持续的航空运输。就好比你有了飞行的能力,但你会选择坐火箭还是坐高铁去旅行?选择总是取决于你的目标和成本。

网友意见

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恩,谢邀。

1976年,协和飞机首次商业飞行,距今已经近四十年过去。四十年前可以实现的技术,今天当然更可以实现。所以从技术上肯定具备这个能力。

但除了技术,航空公司更关心的是商业效益,飞机/发动机制造商更关心的是否符合适航规定,产品才能卖得出去。民航发动机要取得适航证要通过重重测试符合标准,其中就有燃油率,噪音,耐久性,排放等等,那我们看看当时协和号有哪些缺点,

第一,高维护和运营成本,低盈利能力。耗油率过高,载客量小,经济性差,单位旅客成本高。日常维护昂贵,没有航空公司愿意赔本赚吆喝,用很贵的成本运很少的乘客。相反,如果你开航空公司,你也会喜欢A380那样的大个头,载很多人,收很多钱,但耗油率并不高。

第二,噪音污染严重,想通过今天的噪音测试是不可能的了。协和式由于音爆水平高,所以被限制不得在大陆上空进行超音速飞行。噪音可以说是协和商业失败的关键性因素。

第三,航程短。也是由于耗油率高,油量一定的前提下,协和号的航程很短。这就意味着超音速飞机会失去很多较长的航线。

第四,安全性。毕竟飞机上有上百个生命,超音速飞机出事故的概率要比普通飞机大。而且超音速客机飞行高度更高,乘客受到的宇宙辐射量可以达到普通飞机的两倍,加重患皮肤癌的危险。

有人会问,那是四十年前的技术,当今的技术肯定可以做到更好吧?

首先,当年协和飞机用的是四台劳斯莱斯Olympus涡喷发动机,即使今天换做最先进的小函道比涡扇发动机,其耗油率虽然比涡喷降低很多,但是和同时代的大函道比涡扇发动机(就是民航客机普遍应用的大直径发动机)还是要高很多,从这一点上,经济性还是不够好。除非乘客愿意付出非常昂贵的票价。

其次,噪音的问题。只要是超音速,噪音真的很难避免,这个没办法。你如果去看过航展,看过任何一架超音速的战斗机(比如台风)表演,那震耳欲聋的噪音,和当尾喷口远远对着你的方向时,让你胸腔震颤的轰鸣,你一定不希望很多这货在天上飞。我也看过A380飞行表演,距离很近,起飞之后低空的盘旋,我几乎听不到很大声音,移动缓慢(相对的)但是非常安静。

第三,寿命以及成本。从发动机角度讲,由于超音速相对会把材料性能使用到极限(涡轮叶片,涡轮盘,燃烧室等),所以超音速的发动机寿命肯定要比亚音速的低,于是成本上去了,安全性下来了。

在未来几十年,波音和空客的趋势就是这样了,基本不会出现超音速客机。但是事物发展的矛盾总是相辅相成的,我相信在未来,如果能克服超音速飞行带来的音爆(sonic boom)问题,降低噪音到可接受的程度;随着发动机技术的进化,解决燃油效率和安全、耐久性的问题。如果更短的飞行时间带来的收益能够战胜运营成本,超音速客机一定会有很大的发展,甚至逐渐取代亚音速客机,毕竟,如果有更快更好的方式抵达,谁还愿意选慢的方式呢。


其实,协和飞机虽然进入了博物馆,但它所实现的飞行理念是相当先进的。由于巡航速度比晨昏线(solar terminator)的移动速度更快,也就是能追上地球自转。在西行航线上,以当地时间计算,抵达时间往往比起飞时间还要早!由巴黎或伦敦向西飞往美国方向的飞机能在日落后起飞,中途追赶上太阳,看到太阳升起的情形,换句话说,协和飞机可以让乘客“在伦敦出发之前就已经到达纽约”;英航BA推出的宣传口号既是「出发前就到达」(Arrive before you leave)。

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