美國NASA一架可能改變人類未來的飛機已經橫空出世，即將進行第一次試飛，最奇葩的是，它沒有擋風玻璃，也看不到前方的視野，卻能夠以1.5倍超音速，幾乎無聲地掠過天空，一旦成功，就可能徹底改變未來的商業飛行和人類交通模式，讓我們能夠以超快的速度，到達地球上任何地方，跨洲際長途飛行將不再是一場噩夢，甚至地球也將變得越來越小，從而改變人類文明的發展程序，讓我們來看看這究竟是怎麼回事。
超音速客機
首先問一個小知識點，你知道世界上距離最長的航班嗎？新加坡到紐約，15300多公里，要飛行近19個小時，你可能就是想想腦袋都要大了，困在一個狹窄的座位上19個小時，這是在旅行還是閉關苦修啊。然而最奇怪的是，人類的科技水平不是早就可以超音速了嗎？像是美國的SR-71“黑鳥”偵察機，上世紀70年代就達到了3.3倍音速，3500公里/小時，15000公里只要4個多小時就能到達，6個小時就能飛往全球任何地方，為什麼現在還沒有這樣的航班呢？
說起來你可能不太相信，最大的原因竟然是——音爆！事實上世界上並不是沒有超音速客機，而是曾經有過，並且非常耀眼，但它最終還是不敵音爆的影響，被無情地淘汰了。這就是英國和法國聯合開發的協和式超音速客機，巡航速度就是2.02馬赫，2158公里/小時，最大可達2.2馬赫，倫敦到紐約5575公里，最快紀錄只用了2小時52分59秒。
但它並不是唯一的超音速客機，而是唯二中的一款，另一款是蘇聯的圖144，據說是蘇聯發現英法要開發超音速客機後，派間諜得到了協和式的總裝圖，卻導致整個間諜網被搗毀，很多商務人員被英法驅逐出境。
但成果也顯而易見，1968年底，圖144早於協和式兩個月首飛，成為世界上第一款超音速客機，但它的命運卻也是最悲慘的，1978年興沖沖飛到巴黎航展和協和式客機同臺競技，結果突然失控俯衝解體，碎片雨點般砸向地面15座建築，導致6名機組人員和8名地面人員死亡，最讓人無語的是，它的主任設計師也在飛機上，所有圖-144隨即全部退出客運，載客總數僅3284人。
而協和式的命運也好不到哪裡去，一出生就因為音爆問題備受困擾，在美國更是受到環保分子和居民的強烈反對，導致美國國會立法禁止協和式客機在美國著陸，後來雖然慢慢放開，但施加了諸多限制，所以協和式客機雖然擁有超音速的超凡能力，卻也只能在海上超超，陸地上空必須降到亞音速飛行。再加上超音速飛行油耗極高，幾乎是同類型客機的一倍，導致使用和維修成本非常高，超音速客機的前景因而不被看好，所以沒有人再給他們下訂單。
2000年7月25日，法航4590航班協和式飛機起飛時，輪胎被另一架客機掉落的鈦金屬條刺破，碎片擊中油箱導致發動機艙起火，但飛機已到達起飛速度，不得不強行升空，隨後失速墜毀，109名機組人員和乘客以及地面4名民眾死亡。這場空難成為壓垮協和式超音速客機的最後一根稻草，緊接著911恐怖事件發生，民航業徹底陷入危機，協和式最終在2003年全部退役，超音速客機也由此折戟沉沙，全軍覆沒。
所以縱觀超音速客機短短一生多舛的命運，我們可以發現，困擾它的最大問題還是音爆。如果不是因為在陸地上空被禁止超音速飛行，它可以憑藉比其他客機快一倍多的速度，即使票價更貴，也可以獲得更多高階乘客的青睞，因為它相當於縮短了地球上的時空距離，對整個人類社會的發展都有著巨大的影響。很明顯，人類從原始社會一路走來，步行、騎馬、汽車、飛機，速度每提高一個數量級，文明發展就將進入一個新的階段。
那麼音爆究竟是怎麼回事，它是怎樣影響超音速飛行的呢？我們這裡就簡單地講一下。
爆轟交響曲
音爆是物體在空中運動，速度突破音障時產生的像爆炸一樣的聲音。可以回想一下你在湖裡划船的情形，水波會呈圓形向四周擴散，這是因為你船的速度沒有水波擴散的速度快。但你駕駛汽艇馳騁在湖面上的時候，由於快艇速度超過了水波的擴散速度，波浪就會在快艇尾部被壓縮成三角形，激烈地湧動。
飛機在空中飛行同樣如此，聲音也是一種波，只是我們看不見而已，當飛機速度沒有超過空氣中的音速，即340米/秒，或1224公里/小時的時候，聲音會向四面八方傳播。而一旦飛機速度超過音速，聲波就會被壓縮成圓錐形，拖在飛機的後方，如果人正好位於這個圓錐形範圍內，就會聽到震耳欲聾的爆炸聲，所以被稱為音爆，飛機越快，距離越近，聲音越大。有趣的是，飛行員是完全聽不到任何聲音的，因為所有聲音都追不上飛機了，即使是飛機自己發出的聲音。
音爆並不是砰砰兩聲就完了，而是一種衝擊波脈衝，會一路掠過飛機下方的區域，能量極大，震耳欲聾，甚至可能震碎房屋的玻璃，很多人形容就像炸彈落下一樣。根據早些年的統計，全球每天平均有10多萬個航班飛行，可以想象，如果現在的民航客機都是超音速，相當於地球上每天都有10多萬架飛機，不斷地往下“扔炸彈”，發出巨大的爆炸聲，雖然不會傷人，但玻璃是不是都得統一加厚呢？在無時無刻不在的爆炸聲中，人們又能做什麼呢？都不要工作了，每天就欣賞爆轟交響曲好了。
超音速音爆成因
但不可能因為音爆，人類文明就繳械投降，乖乖地被禁錮在音速之下，苟且活著吧？畢竟我們的目標是星辰大海，詩和遠方，只要交通速度再提高一個量級，就意味著地球將變成真正的地球村，幾個小時我們就能到達村裡的任何地方。
所以1970年代美國國會頒發超音速飛行禁令後，NASA就開始研究，如何解決超音速飛機的音爆問題，以說服監管部門取消對陸地上空超音速飛行的限制，解脫音速對人類旅行速度的羈絆。
科學家們發現，我們在地面上聽到的音爆，實際上是由多個衝擊波組成的，主要是來自機頭，但也來自機翼、發動機、尾部和飛機結構的凸起或邊緣。這些衝擊波被聚集和壓縮，彼此無法避開，最終會合併成更強大的單個衝擊波。音爆的強度或響度，則取決於被加速的空氣量，因此也就取決於飛機的大小和形狀。音爆的持續時間則與飛機長度的1.5次方成正比，這意味著飛機越長，音爆就會越分散，從而強度也會減弱。
所以情況就很清楚了，音爆主要是和飛機的形狀有關，並不需要什麼神奇的材料和高科技的發動機來改進。然而在上個世紀，要設計所謂的“安靜”超音速飛機，卻非常地困難，因為需要準確模擬聲波的相互作用，以及它們從1萬多米高空到地面的傳播方式，那時候沒有高速計算機和機器學習模型，只能透過風洞試驗來進行，可能需要數百數千次，這意味著高昂的成本和時間代價，基本上是不可能的。
到了2010年代中期，技術的進步終於允許NASA啟動安靜超音速計劃（Quest）了，他們和洛克希德·馬丁公司簽署合同，共同打造一架靜超音速飛機，目標是將音爆降低到75EPLdB（有效感知噪聲分貝），大約相當於洗碗機執行的聲音，或者是你經常聽到的關車門的聲音。作為對比，我們前面提到的協和式客機，它的EPLdB是105，相當於油門轟滿的摩托鋸。
這架飛機就是我們今天的主角，X-59Quest靜超音速實驗飛機。
歷史性里程碑
洛克希德·馬丁公司從2013年起，就開始研究靜超音速飛機，先後設計了C100，有點像協和式飛機的縮短版，發動機位於機背上，之後逐步迭代到C605，並最終在2018年獲得了官方名稱X-59 Quest。
針對我們前面所說的那些音爆產生的原因，工程師們進行了各種創新設計，首先是將機身加長，笨重部件靠後，所以才有了我們看到的超長的尖細的機頭，幾乎佔到整個飛機長度的一半。然後巨大的發動機放在尾部，就像一個巨大的駝峰。
由於不連續的結構會產生衝擊波，X-59乾脆取消了擋風玻璃和座艙蓋，並將駕駛室放到了飛機中部，這意味著飛機將沒有前方視野，飛行員肉眼無法看到前面，於是設定了由4K攝像頭和大螢幕組成的增強型飛行視覺系統，目前來說是飛機上唯一用到的先進技術。
然後就是縮小機翼，將發動機進氣口放在飛機上面，讓機身儘量呈流線型，可以分散超音速飛機的衝擊波，並將大部分衝擊波向上偏轉，防止其合併和衝向地面。
這一系列的設計讓飛機看起來非常怪異，但又很科幻，長度為30.4米，翼展僅9米，起飛重量14.7噸，最大速度1.5馬赫，巡航速度1.42馬赫，飛行高度16800米，遠高於現在的民航機，距離越遠，聲音越小，所以協和式的巡航高度高達18000米，那裡的氣流也更平穩。
經過8年的設計建造後，洛克希德·馬丁終於在1月12日向公眾公開展示了X-59，NASA稱這一時刻將成為“航空史上的歷史性里程碑”，X-59將在未來幾個月由TOP Gun的3名飛行員進行試飛，也就是《壯志凌雲》中的美國海軍戰鬥機武器學校。
X-59一旦驗證成功，將可能結束美國空域50年來的商業超音速飛行禁令，開啟超音速客機設計建造的新時代，人類社會也將進入下一個量級的快速交通時代。而這，僅僅只需要改變飛機的形狀，你是不是覺得太神奇了？那麼，X-59能夠測試成功，完成靜超音速飛行嗎？讓我們拭目以待。