民用飞机自诞生以来，就以其快捷、直接、方便、舒适的特点受到乘客的青睐，逐渐成为人类日常生活中不可或缺的交通工具。然而，随着越洋航线等长距离、长距离航线的增多，传统亚音速民机面临的挑战越来越大，超音速民机的研究也悄然启动。
超音速民用飞机的发展起步较早，但发展过程充满波折。早在1950年左右，随着超音速军用飞机的出现和成功，人们开始研究超音速民用飞机的可行性。1956年和1962年，欧洲和苏联先后开始研制超音速民用飞机。1976年和1977年，欧洲协和超音速民用飞机和苏联图-144超音速民用飞机相继投入商业运营。但由于发射仓促，“协和”和图-144在安全、舒适、经济、环保、噪音等方面都存在较大问题。，最后他们都摆脱了空的困境。
“协和”号和图-144 协和和图-144
近年来，随着科技水平的提高，制约超音速民用飞机发展的传统因素逐渐被淘汰，超音速民用飞机再次成为全球航空领域的研究热点空，一种新型的超音速民用飞机正在研发中。
AS2是Aerion超音速和空客运公司在2014年联合研发的超音速商务喷气式飞机。空客运公司派出工程师团队，协助Aerion公司设计机体结构、数字化飞控、综合燃油系统和着陆系统。
按照原计划，Aerion将在2018年底或2019年初制造一架原型机，并于2021年投入使用。然而，这种飞机的开发被跳过了。2018年10月，Aerion超音速与洛克希德·马丁、通用航空空合作完成了AS2超音速商用飞机的概念设计阶段，并开始了初步设计，但AS2的实际时间被推迟到2025年。
AS2项目的主要合作伙伴和供应商如下表所示:
AS2主要合作伙伴和供应商 AS2主要合作伙伴和供应商
AS2的基本性能参数如下图所示，长51.8米，翼展18.6米，起飞重量约54.8吨，载客8-12人，最大巡航速度1.4马赫，航程9800多公里。气动布局方面，AS2采用“小后掠梯形薄翼+T型尾翼”的常规布局，可有效解决机身两侧布置的发动机尾流对尾翼产生较大噪声的问题。这一次，两侧发动机布置在机翼下方，向前突出，有利于提高效率，方便维修。
AS2 AS2
AS2机翼采用10根梁的结构，类似于喷气战斗机 AS2机翼有10根梁的结构，类似于喷气式战斗机
动力方面，AS2采用2018年10月发布的Affinity引擎。资料显示，Affinity是一款中涵道比的新型双轴涡扇发动机，设计用于水上高效超音速飞行和陆地亚音速飞行。该发动机采用全权限数字发动机控制，无需人工干预即可监督发动机运行合规性的各个方面。此外，Affinity可以与Aerion的自然层流概念结合使用，该概念利用机翼前缘和新的机身设计，将机翼上的空空气阻力降低高达60%，总阻力降低20%。
Affinity 吸引力
AS2有四个速度点，分别是跨音速巡航、音爆巡航、高速远程巡航和最大速度巡航。根据不同的要求，可以灵活设定AS2的巡航速度和航向。如果AS2飞越的国家允许无音爆超音速巡航，AS2可以1.1 ~ 1.2马赫巡航；如果禁止超音速巡航，AS2可以以0.95 ~ 0.98马赫的跨音速巡航。
S-512是美国斯派克航天公司于2013年研发的新一代超音速商务喷气式飞机。自2013年开始研发以来，项目多次延期，从2018年最早完成试飞，到2021年初完成试飞。
S-512的主要合作伙伴和供应商如下表所示:
S-512的主要性能参数如下表所示。这架飞机的长度为37米，翼展为17.7米。它最多可容纳18名乘客，航程为11482公里，巡航速度为1.6马赫。此外，S-512产生的噪音预计小于75分贝，听起来像拍手声或背景噪音。
S-512的主要性能参数:
资料来源：http://www.spikeaerospace.com/ 来源:http://www.spikeaerospace.com/
外观设计方面，S-512的气动布局设计特点如下图所示。飞机外部的气动布局设计平衡了飞机高速、高升力、稳定性和机动性的要求。
S-512外型气动布局设计特征 S-512的气动布局设计特点
在降噪方面，与协和式相比，S-512大大降低了飞机的尺寸和重量。此外，S-512还采用先进的计算流体力学软件，改善机翼和机身的形状参数，实现降噪。
S-512和传统超音速飞机音爆对比 S-512与传统超音速飞机的音爆比较
此外，飞机还采用了数字座舱技术，大大提升了乘客的乘坐体验。飞机用高清大屏幕代替了乘客车窗。在S-512的外部布置了一个微型摄像头，将镜头发送到内衬机身内壁的薄而弯曲的显示屏上，形成完整的外部全景图。如果乘客想睡觉，他们可以调暗屏幕或选择其他环境图像。
S-512客舱 S-512客舱
X-59 X-59
2012年，NASA宣布重启超音速飞机的研发，主要目标是消除音爆，测试一种“安静的超音速技术”。2016年2月，NASA将初步设计合同授予洛克希德·马丁臭鼬工厂，开始了超音速飞机的初步设计，即X-59静音超音速技术飞机。2018年4月，洛克希德·马丁公司获得X-59公司价值2.475亿美元的验证机制造合同，并于同年11月开始飞机制造。2019年12月，X-59通过重大项目评审，进入总装和系统集成阶段。
X-59组装 X-59组件
根据合同，X-59将于2021年在阿姆斯特朗飞行研究中心和爱德华兹空军事基地进行测试，静音技术和安全性将得到验证。然后，从2023年开始，NASA将让飞机通过美国一些城市的空收集公众对噪音的反馈。这些信息将为美国和国际监管部门提供超音速飞行的监管依据。
X-59的主要尺寸和主要性能参数如下。飞机长29米，翼展9米，最大起飞重量14700公斤。它配备了最大速度为1.5马赫的阿格F414加力涡扇发动机，能够以1.42马赫的速度在16800米空的高度连续巡航。为了降低成本，加快研制速度，飞机的驾驶舱、弹射座椅和座舱盖来自诺斯罗普T-38教练机，起落架来自F-16。
X-59主尺寸及主要性能参数 X-59的主要尺寸和主要性能参数
X-59采用了低音爆炸的气动外形，在飞机主翼前方有一对小的前翼，可以塑造冲击波，防止冲击波在飞机后方聚结。凭借X-59狭长的机身，可以将飞机发出的噪音降低到75分贝以下，相当于汽车关门的声音。
低音爆炸的空气动力学外形也让X-59做出了很多妥协。比如夸张的长鼻子阻碍了驾驶舱的前视，采用可调式机头会导致重量和复杂度的增加。因此，飞机采用了增强的飞行视觉系统，其中视角为33×19的前向4K相机为飞行员提供视觉，另一个柯林斯EVS-3600多光谱成像系统提供着陆视觉。
采用EVS的驾驶舱 EVS驾驶舱
为了提供低空爆炸所需的船底平滑机腹，X-59只能在舰背安装发动机进气口，但涡流造成的进气气流变形会成为问题。
Overture 提议
Overture是由Aviation 空的创业公司Boom超音速正在研发的商用超音速客机，如上图所示。Boom超音速假设飞机长52米，翼展18米，飞行速度2.2马赫，航程8300公里，可搭载55至75名乘客。Overture采用了空气动力学、涡扇发动机设计和燃油效率提升方面的最新技术成果，计划在2020年代中期进行首次试飞。为了测试和改进Overture的最终设计，保证Overture的效率、安全和可靠性，公司开始研制Overture超音速客机的1:3比例原型机XB-1。
XB-1的设计长度为21米，翼展为5.2米，最大起飞重量为6100公斤，由碳纤维和环氧树脂等轻质复合材料制成。飞机的基本结构如下图所示:
XB一号的研制进展如下表所示。目前，XB-1上的飞行控制系统和发动机已经完成，该公司现在正在对驾驶舱结构进行最后的修改。大约一半的工作留在机身上，大约三分之一的工作留在机翼结构上。轰超音速计划在2020年晚些时候测试XB一号。
XB-1发展进展:
资料来源：https://boomsupersonic.com/xb-1 来源:https://boomsupersonic.com/xb-1
除了上述近期将要展开的超音速民用飞机研究，还有一些长期的超音速民用飞机研究项目。例如，2018年底，欧洲与俄罗斯、澳大利亚、巴西等国一起，通过“高超音速飞行试验-国际合作”项目，完成了某型7-8马赫高超声速滑翔飞行平台概念方案的评审。该项目计划测试速度为7 ~ 8马赫且无动力的滑翔飞行平台的缩比原型。该原型机计划于2020年进行测试，其长期目标是研制一种高超音速民用飞机，能够在2-3小时内从欧洲飞往亚洲和澳大利亚。
摘要
近年来，随着信息技术、材料技术、发动机技术等先进技术的快速发展和应用，制约超音速民用飞机发展的传统问题逐渐消失。波音和空等国外主要飞机制造商积极参与超音速民用飞机的开发。中国作为一个导航较晚的大国空，在发展超音速民用飞机及相关先进技术方面具有巨大的市场和技术意义。
主要参考文献
1.高速运输用HEXAFLY-INT的飞行试验设计。
2.探索小型超音速客机的前景——商业案例研究
基于艾伦AS2喷气机。
3.X-59安静超音速技术X-平面消音音爆
4 . https://www . aerionsupersonic . com/
5.https://boomsupersonic.com/
6 . http://www . spigaerospace . com/
7.造型很科幻。美国低噪音飞机的发展将引发超音速客机革命
8.欧洲六飞国际项目正在审查马赫7-8高超音速滑翔飞行平台的比例原型方案
