【科技.未來】航企與新創進場 超音速客機重臨

撰文:
最後更新日期:

自和諧式客機(Concorde)在2003年退役之後,沉寂十多年的超音速客機(Supersonic),在過去一兩年似有回歸之勢。除多間初創公司預計五年後推出成品之外,傳統航企如維珍航空(Virgin Atlantic)、日本航空(JAL),甚至美國太空總署(NASA)也加入戰團。航空巨頭波音(Boeing)上周更展示更進取的高超音速(Hypersonic)客機願景。

新一輪的研發競賽重燃,會否導致令人難熬的長途機成為歷史?

波音(Boeing)在上周初步介紹了製造高超音速(Hypersonic)飛機的未來願景,預計將先於軍方應用,20、30年後作為載人交通工具。(Boeing提供圖片)

由蘇聯研發的史上首架超音架客機「圖-144」(Tu-144),設計時缺乏長遠規劃,服務僅3年就退役。(Wikimedia Commons)

1968年12月31日,前蘇聯在冷戰期間取下一場「勝仗」,其研發的世上首架超音速客機「圖-144」(Tupolev Tu-144)首次試飛,比英、法研發的和諧式客機早了兩個月。但蘇聯很快發現,只求快完成的圖-144實際應用有限,反而帶來龐大的資源問題。圖-144遭到蘇聯冷待,不但未有在俄羅斯航空(Aeroloft)1976至1982年的五年計劃中出現,1978年墜機意外發生後,蘇聯乾脆讓它在投入服務不足三年後,無聲無息地退役。

2003年10月24日,最後一架和諧式客機完成從紐約約翰甘迺迪機場(JFK)飛往倫敦希斯路機場(Heathrow)的任務後退役。(VCG)

至於1976年投入服務的和諧式客機,在2000年那唯一的事故中造成113人死亡後,本來已屬小眾奢華的它,載客需求一直未能恢復。同時,其製造商空中巴士(Airbus)指客機維修成本將持續上升,營運商英航(BA)和法航(Air France)亦不願續踩無底深潭,最終在2003年讓和諧式客機全數退役,超音速飛行變成只有軍事研發。直到近年,隨着航空科技進步,一些對超音速出行念念不忘的公司才重新掀起研發潮流。

超音速交通(Supersonic Transport, SST)發展重燃,長遠有望減少交通時間,熱愛旅遊的港人短期出行或不再只限於日、韓、台、東南亞等現時熱門地區。(資料圖片)

重塑出行可能性

有份掀起這股潮流的包括Boom、Aerion、Spike等初創公司,他們開發的自家超音速客機預計2023年投入服務。(詳見下文圖輯)其中Boom研發的Airliner預計最高可達時速2.2馬赫(Mach,即音速2.2倍),相當於時速2,600多公里,比時速2.04馬赫的和諧式客機更快。換言之,從香港飛往東京將由現時四、五小時縮減至約兩小時,東京到三藩市的11小時航程可減至五個半小時。對於其他公司採取較慢速的方案,Boom創辦人蘇爾(Blake Scholl)認為:「至少達到2馬赫才有用,因為我們不只要讓人節省個兩、三小時,而是一整天。」

超音速客機重現,可能讓香港人最為興奮。一方面,可提高商業人員往來的效率;另一方面,香港人是最愛外遊的旅客,世界旅遊組織(UNWTO)去年調查發現,港人人均出境旅遊開支為全球之冠,一成受訪者過去一年更外遊六次或以上。此外,從共享住宿平台Airbnb在本年新春及復活節的統計可見,日、韓、台、泰等亞洲地區均為港人外遊熱點,原因之一自然是因為近,周五晚快閃台北、大阪,周日晚甚至周一早上回來上班,在香港見怪不怪。當超音速飛機可以大大縮減往返全球各地的時間,到時港人周末除了可到東京一嘗壽司職人手藝外,往英國入場看幾場英超或赴美國欣賞NBA賽事,也未嘗不可,出行計劃將會有更多可能。

圖輯:主要超音速客機的性能及研發進度

除初創公司外,傳統航空企業對超音速客機亦深感興趣,例如空中巴士(Airbus)、通用電氣航空(GE Aviation)和美國國防部承包商洛歇馬丁(Lockheed Martin)正與Aerion分別開發超音速引擎和飛行技術;日本航空和維珍航空則投資Boom,分別可優先訂購20架和10架超音速客機Boom Airliner。

Boom同時獲得中國攜程(Ctrip)投資。攜程是亞洲最大型的旅遊服務供應商,現有約三億註冊用戶,是次合作讓攜程可在Boom首次商業飛行時取得10至15個座位。攜程國際事務副總裁曾懷億引述其公司統計說:「中國將成為超音速出行其中一個最大的市場,空中出行需求極大。一方面因為中國中產崛起,收入增加,同時中國人愈來愈喜歡花費於體驗,旅行已成為重要的尋找快樂方式。2017年中國出境人次達1.3億,但現時中國有護照的人不足一成,未來成長十分可觀。」

波音遠望高超音速

在這些超音速客機尚待面世之時,航空巨頭波音已有更遠更快的想法。波音行政總裁米倫伯格(Dennis Muilenburg)在去年巴黎航空展(Paris Air Show)上曾預期:「未來科技可讓我們與世界各地以兩小時航程聯繫起來。」在上周的美國航天航空學會(AIAA)周年會議上,波音更表示,希望在20至30年後能造出比超音速更快的高超音速客機,即飛行速度可達到5馬赫,比現時一眾研發中的超音速客機再快超過一倍——紐約飛往倫敦只需要兩小時。

波音超高音速首席科學家寶卡特(Kevin Bowcutt)透露,高超音速客機的機尾需要一分為二,才有更好的穩定性。同時,考慮到未來要載客的關係,有必要改善冷卻系統,因為這個飛行速度的空氣阻力,會讓飛機表面溫度超過華氏1,100度(約攝氏593度)。

技術上,5馬赫並非高超音速客機的極限,只是波音認為這是最適合的速度。寶卡特指,超過5馬赫將需要更先進的引擎和物料,並不值得:「5馬赫版本的客機已足以讓你在一日內橫越大洋往返,正是大多數人想要的。為什麼還要再快、讓它更複雜呢?地球根本不夠大;讓我們飛得比5馬赫更快。」

一架最高時速5馬赫的客機,比6、7或8馬赫更易造,因為只需使用鈦作為結構物料即可,毋須使用複合陶瓷以應付更快速帶來的高溫。波音也將會使用一對相對簡單的噴射機引擎和衝壓引擎(ramjet),而非用於更高速但更不穩的超音速燃燒衝壓引擎(scramjet)。

若要省時的話,還有比超音速客機更進取的意念。去年9月國際太空會議(International Astronautical Congress)上,太空探索公司SpaceX創辦人馬斯克(Elon Musk)提議,利用SpaceX BFR火箭作為國際交通工具,將太空船升空至地球亞軌道(suborbital)後重新進入地球。會上播出的示範片段中揚言,現時絕大部分的長途航班將會大幅縮減至少於30分鐘,例如從香港到新加坡將只需22分鐘。屆時地球任何兩地來往可在一小時內達成,比米倫伯格的願景再快一倍。維珍集團創辦人布蘭森(Richard Branson)也有十分近似馬斯克的目標和想法。

不過,寶卡特認為,超音速飛機相比之下有其優勢:「坐火箭的整體風險較高,乘客的舒適度亦較低。」當太空船重新進入地球時,必須以一定角度範圍進入,並以其較鈍的線條設計減速降落,過程震盪令人難受。雖然超音速飛機會將乘客因起飛時承受重力導致輕微不適的時間,由傳統飛機的幾秒增至12分鐘,但尖頭的超音速飛機全程相對順暢,而且不是每個乘客都喜歡進入太空時的無重感覺。

超音速客機曾經黯然退場,這新一波研發潮會否只是曇花一現?請見另文:《【科技.未來】超音速客機如何避免重蹈覆轍》

上文節錄自第118期《香港01》周報(2018年7月3日)《超音速客機重臨 擺脫長途機之苦》。

更多周報文章︰【01周報專頁】
《香港01》周報,各大書報攤及便利店有售,亦可按此訂閱周報,閱讀更多深度報道。



X
X
請使用下列任何一種瀏覽器瀏覽以達至最佳的用戶體驗:Google Chrome、Mozilla Firefox、Internet Explorer、Microsoft Edge 或Safari。為避免使用網頁時發生問題,請確保你的網頁瀏覽器已更新至最新版本。