沈 沉，周 华

（同济大学 航空航天与力学学院，上海200092）

0 引 言

超声速客机在飞行速度方面的优势使其自诞生之日起就受到世界的瞩目，但是由于经济性较差、飞行噪声过大，使这种飞机的发展一波三折，唯一实现航线飞行的是由英法联合研制的“协和”式飞机。“协和”式飞机靠英法政府补贴弥补其经济性较差的缺点，同时为了避免噪声带来的环境问题，“协和”式飞机的航线被设计到大西洋上空。2003年，在一次机毁人亡的严重事故后，“协和”式飞机正式退出运营。但是超声速客机的研究一直没有停止，美国和欧洲都有相关的研究计划，甚至还包括研制高超声速客机的设想。为了解决超声速客机带来的噪声问题，欧美都有相关的研究项目，希望克服经济性和飞行噪声问题。这两个问题的解决无疑将扫清超声速客机进入商业运营道路上的技术障碍。

超声速客机的飞行噪声主要来源于超声速飞行时产生的“音爆”现象。超声速空气动力学告诉我们，飞机以超声速飞行时，它在远场对空气的扰动与细长旋成体等价，其流动特征由头部激波、膨胀波和尾部激波决定，其压强分布形成典型的字母N的形状，因而常被称为“N波”。“N波”扫过地面时，地面上的居民可以听到类似雷声滚过的轰鸣，这就是所谓“音爆”现象。为了减弱“音爆”带来的噪声问题，各国研究人员提出各种技术手段用于降低气动噪声，包括使用航迹优化和改变气动外形两大类方法。航迹优化包括将航线设计到无人区上空并增加起飞着陆时的飞行角度以减小受影响的区域。……