長途旅行時，您會選擇哪種交通方式？

相信很多朋友，尤其是商務(wù)人士都會回答：飛機(jī)。

盡管飛行快捷方便，但國際旅行仍然需要很長時間。例如，從北京到紐約需要12個小時。

但你有想象過嗎？有一天，這個時間可以縮短到1個小時。

近日，外媒報道稱，中國一家商業(yè)航天公司發(fā)布了一段“亞軌道旅行”宣傳視頻，聲稱正在研發(fā)一款飛行速度可達(dá)每小時7000英里的飛機(jī)，一小時內(nèi)即可從北京飛往北京。飛往紐約。這種飛行器是“翼火箭”高超音速飛行器。

該報告引起國內(nèi)外廣泛關(guān)注。很多人開始懷疑，從北京到紐約真的只要一小時嗎？那以后是不是可以一日游遍全世界呢？超音速飛機(jī)的威力有多大？讓我們先弄清楚這一點(diǎn)……

01 北京到紐約僅一小時？

亞軌道旅行是當(dāng)前航天領(lǐng)域的熱門話題，也是未來航空發(fā)展的趨勢。亞軌道飛行的特點(diǎn)是速度快。如果在城市之間采用這種飛行方式，時間可以大大縮短。

要實現(xiàn)亞軌道旅行，需要使用高超音速飛行器，這是一種用于點(diǎn)對點(diǎn)高速旅行的飛行器。飛行速度可達(dá)5至15馬赫，大大縮短了航空飛行時間。

北京到紐約的距離有一萬多公里。目前飛行時間約為12小時。如果速度提高到5馬赫以上，飛行時間可縮短至1至2小時。

不過，目前國際上還沒有亞軌道高超音速飛行的技術(shù)演示機(jī)，世界強(qiáng)國在這方面還處于設(shè)計階段。根據(jù)目前民航業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展速度，要將亞軌道飛行用于民用飛行，相關(guān)技術(shù)至少還需要15年的時間才能成熟。

02如何實現(xiàn)亞軌道高超聲速飛行？

要進(jìn)行亞軌道高超音速飛行，需要建造一種能夠在空氣稀薄的亞軌道空氣中飛行的新型飛行器。

亞軌道高度范圍為30公里至100公里。這是航空領(lǐng)域未曾探索的高度。民用航班的傳統(tǒng)巡航高度為10公里，只有一些用于軍用的特種飛機(jī)才能在這個高度飛行。

亞軌道高度具有空氣稀薄的特點(diǎn)，可以大大降低飛行器的飛行阻力，飛行器的速度也會增加，達(dá)到5馬赫以上。但問題也隨之而來。稀薄的空氣無法支持現(xiàn)有的航空發(fā)動機(jī)，因此動力系統(tǒng)只能專門針對亞軌道高空飛行而開發(fā)。

其中一種動力稱為吸氣式超燃沖壓發(fā)動機(jī)，其進(jìn)氣流量超過音速，因此可以達(dá)到更高的飛行速度。根據(jù)相關(guān)研究結(jié)果，超燃沖壓發(fā)動機(jī)可以產(chǎn)生凈推力，并且在6至8馬赫時比傳統(tǒng)亞音速燃燒沖壓發(fā)動機(jī)效率更高。

超燃沖壓發(fā)動機(jī)的研制將面臨各種極端的技術(shù)挑戰(zhàn)，如風(fēng)洞設(shè)施、材料、技術(shù)瓶頸等。如果使用火箭發(fā)動機(jī)在亞軌道空間飛行，理論上可以達(dá)到高馬赫數(shù)，但需要攜帶更多的燃料，而吸氣式發(fā)動機(jī)可以利用稀薄的空氣支持燃燒，不需要攜帶氧化劑。

因此，吸氣式超燃沖壓發(fā)動機(jī)是亞軌道長距離飛行的核心驅(qū)動力之一，需要投入更多的人力物力進(jìn)行研發(fā)。

目前民用客機(jī)設(shè)計的大方向已經(jīng)確定，即萬米飛行高度、高亞音速巡航，這就決定了洲際航班的間隔時間不能變得更短。

英國和法國曾研制并投入使用協(xié)和式客機(jī)，飛行速度為2.2馬赫，用于跨大西洋飛行。相同距離下，飛行時間比高亞音速巡航的客機(jī)長一倍，但運(yùn)營成本高等問題也很突出。每飛行12000小時就需要10個月的大修，而且每次維修的費(fèi)用更高。 1000萬美元，盈利能力比亞音速客機(jī)還低。

如果投資亞軌道高超音速客機(jī)研發(fā)，還必須考慮運(yùn)營成本。

03什么時候才能走進(jìn)老百姓的生活？

在可預(yù)見的未來，亞軌道高超音速飛行器將主要應(yīng)用于航空技術(shù)驗證、軍事、科研等領(lǐng)域。真正進(jìn)入普通百姓的日常出行還需要很長時間，可能要到本世紀(jì)中葉才能大規(guī)模使用。大規(guī)模載人飛行。

從技術(shù)風(fēng)險來看，亞軌道空間5至15馬赫速度飛行的動力系統(tǒng)還遠(yuǎn)未成熟，氣動設(shè)計方案還處于理論階段，距離載人還有很長的路要走它。即使制造出了工程原型，仍然需要考慮盈利能力。顯然，它不可能這么快進(jìn)入普通人的生活。

在民航領(lǐng)域，下一階段的變革不是亞軌道高超音速飛機(jī)，而是更安靜的超音速客機(jī)。

NASA等機(jī)構(gòu)正在解決超音速飛行引起的音爆問題，并開發(fā)了X-59靜音超音速技術(shù)飛機(jī)進(jìn)行測試。如果音爆問題能夠得到解決，那么超音速客機(jī)就可以飛越陸地，并在全球更多的機(jī)場起降。這一前景遠(yuǎn)比亞軌道高超音速飛機(jī)更具吸引力。

亞軌道旅行是一個富有想象力的愿景。幾十年后能否實現(xiàn)，還要看其他交通方式是否成熟。

在可預(yù)見的未來，超音速客機(jī)將具有更多的現(xiàn)實意義。無論是從技術(shù)成熟度還是成本控制上來說，它們都將比軌道飛行更加貼近我們的生活。

本文專家：林文杰，工程師，川陀智庫高級研究員

（科普中國）