曾经的超音速民航飞机

20世纪60年代，世界范围内掀起研发超音速客机的浪潮。美、苏、英、法在这一领域竞相角逐。但只有法国宇航和英国飞机公司联合研制的协和飞机（Concorde），以及前苏联图波列夫制造局推出的Tu-144投入过实际营运。波音公司的超音速客机项目Boeing 2707甚至在一片质疑声中草草收场。究其原因，一方面，超音速客机研发困难巨大、制造成本居高不下；另一方面，经济性差，载客量小，运营成本高等缺点，使超音速客机一直未能找准民航市场的切入点。随着协和飞机于2003年退役，商用飞机领域再未出现过超音速飞机的身影。

Boom公司的Overture超音速客机（来源：Boom Supersonic官网）

BOOM超音速之梦

Boom公司创始人Blake Scholl对于航空事业的热爱始于他的童年。出生于辛辛那提市郊，Blake习惯于家门口各类通勤机的起起落落，翱翔蓝天成为他年少时最憧憬的事。大学时期，Blake开始自己驾驶飞机，并于2008年拿到了自己的飞机驾驶执照。一次偶然的机会，他在博物馆中见到了闻名于世的协和飞机。他瞬间被协和飞机优雅的外形和传奇的故事所打动，他为自己设定了新的人生目标——实现超音速飞机在民航领域的复兴。

2014年，他迈出了实现梦想的重要一步——创立Boom Supersonic公司。Blake将公司愿景定义为：以更快、更安全和可持续的方式将世界范围内家庭，企业和不同文化紧密联系在一起。 Boom总部位于美国丹佛，其公司成员曾多次参与NASA、波音、空客、洛马、诺格、湾流等知名航空OEM的研发制造项目，并为40多款新型航空航天器做出了贡献。目前，Boom公司已获得多家风险投资公司和投资人的支持。此外，Boom还获得了日本航空和维京航空价值60亿美元的预订单。

Boom公司推出的XB-1型超音速验证机（来源：Boom Supersonic官网）

Overture和XB-1

Boom将其首架超音速客机命名为Overture，最高设计时速2.2马赫（每小时2715公里），设计载客量55。2020年10月7日，Boom Supersonic推出了备受瞩目的验证机XB-1。XB-1按照与Overture原型机1:3的比例压缩制造，她的组装完成标志着Boom公司为Overture项目建立了针对关键技术进行测试、开发和演示的平台，并将为Overture机型的研发和组装积累大量宝贵的数据。

XB-1验证机在跑道上滑行（来自：Boom Supersonic官网）

自上世纪九十年代以来，世界民航市场的格局并为发生重大变化。Boom Supersonid如何才能让Overture避免重蹈老一代超音速客机的覆辙？

Boom将从以下三方面入手：

1. 加大新型材料的使用力度

碳纤维在Overture以及XB-1的突破性设计中发挥了十分重要作用。亚音速航空制造业一直是铝合金和碳纤维复合材料相互竞争的领域。碳纤维凭借更轻、各向同性、耐高温等优点而得到越来越广泛的应用。而在超音速飞行中，机体表面的高温是铝合金材料无法持续承受的，但碳纤维则可以很好地应对这一挑战。Boom的设计团队相信这是Overture能够克服老一代超音速飞机性能问题的重要原因。超音速飞行对于空气动力方面的要求更加苛刻，而碳纤维的铺层工艺几乎可以完美获得各类复杂形状的零件。而铝合金材料则受到加工精度、内应力加工变形等限制，无法获得精确的零件尺寸。此外，Overture也大量应用钛合金、高温合金等新型航空材料。

2. 应用3D打印等新型成型技术；

在XB-1的制造和组装过程中，3D打印技术发挥了不可或缺的作用。早在XB-1设计之初，Boom就与知名3D打印公司Stratasys建立了长期合作关系。Stratasys的F450、F900型3D打印机不仅帮助Boom解决了各类零件的制造问题，还通过打印各类构型复杂的工装、夹具，极大地简化了XB-1的生产制造过程。

Stratasys公司向Boom提供的3D打印机（来源：Boom Supersonic官网）

此外，Boom还与VELO3D公司合作进行零件打印。VELO3D公司在金属零件打印方面具备丰富的经验。因此，双方的合作更多集中在动力系统，尤其是与进气道构型相关的零件。由VELO3D打印的钛合金零件不仅可以帮助XB-1控制进气量，而且能促进发动机冷却。XB-1共装备了21个钛合金零件，绝大部分是与动力系统相关的关键零件。他们全部由VELO3D公司的Sapphire系统打印而成。

VELO3D公司负责打印的零件（来源：Boom Supersonic官网）

VELO3D公司打印的油路控制阀组（来源：Boom Supersonic官网）

3D打印技术极大地提升了XB-1制造和组装的速度（XB-1完成组装仅耗时一年）。对于传统零件设计，工程师需要借助CAD软件进行设计，然后加工、测试、改进。这一过程可能重复多次，完成一次迭代可能需要数周时间。而利用3D打印技术可以进行模拟打印和模拟装配，模拟成功后进行快速实际打印生产。这是传统的零件设计加工方式无法实现的。

3. 可持续性设计

环保和可持续方面的考虑一直贯穿Overture项目。首先，Boom公司与普罗米修斯燃料公司合作开发新型低碳燃料；其次，Boom公司也与罗罗公司共同测试推进系统，除了考察现有发动机与原型机的匹配性外，双方也在考虑合作调整Overture原型机的气动特征，甚至开发新的发动机；此外，Boom十分重视原料的重复以及循环利用。碳中和也是Overture服役周期内的重要目标。