《表1 NASA“N+3”计划中各阶段超声速客机的技术指标要求[6]》

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《新一代环保型超声速客机气动相关关键技术与研究进展》

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超声速客机的研制开始于20世纪中后期。20世纪60年代，美国、英法和前苏联就分别论证了超声速客机的可行性，并启动了第一代超声速客机研究计划。20世纪70年代，“协和”号、“图144”分别投入商业运营[1]。但是，由于其严重的声爆问题（“协和”号巡航阶段的地面声爆可达108PLdB）以及耗油率高、安全性差等问题，最终导致了以“协和”号为代表的第一代超声速客机商业运营的失败[2]。20世纪90年代前后，各国在吸取第一代超声速客机失败教训的基础上，提出了各自的第二代超声速客机研究计划，其中最具代表性的是美国的HSCT（High Speed Civil Transport）计划[3]，但这些计划仅仅停留在方案设计阶段并未付诸制造。21世纪以来，随着航空科学技术的快速进步，世界各国均掀起了新一代环保型超声速客机的研究热潮。美国、欧洲和日本分别针对这些关键问题制定了一系列研究计划（如图3），包括HSR（High Speed Research）计划[4]、QSP（Quiet Supersonic Platform）计划[4]、NEXST计划[5]、“N+3”计划[6]等。以美国为例，NASA在过去15年内至少投入18亿美元的经费来开展新一代超声速客机技术的研究。此外，以波音公司和洛克希德-马丁公司为代表的飞机制造商也在超声速客机研究方面有大量投入。根据NASA制定的“N+3”计划，在10年内美国将研制出可投入商业运营的小型超声速公务客机，在20年左右时间将研制出100-300座的大型超声速客机（如表1所示）。由表1可知，新一代超声速客机在地面声爆强度、氮氧化物排放、耗油率、载客量等方面都有十分严格的要求。