一个细思恐极的事实：人类飞行器仍靠喷气推进，本质上还停留在20世纪中期

编者按：《大西洋月刊》近日发表了一篇文章"The Jet Engine is a Futuristic Technology Stuck in the Past"，对航空业的发展现状进行了分析，并指出在未来，人类的航空旅行可能不会有太大改善。在速度、经济和舒适度方面，它可能已经达到了一定的极限。文章由36氪编译。

“猎鹰重型（Falcon Heavy）飞船，在雷声般的轰鸣中，将SpaceX的雄心带入轨道。”在前不久猎鹰重型成功发射后，《纽约时报》在头条给出了这样的报道。埃隆·穆斯克（Elon Musk）的最新火箭发射到太空中，大卫·鲍伊（David Bowie）的经典曲目“太空怪”（Space Oddity）自动重复中播放，无人聆听。当火箭携带一辆特斯拉跑车作为有效载荷成功发射升空时，人群欢呼起来。同样的——当助推器安全返回地球时，人群再次欢呼雀跃。

喷气推进的声音既令人着迷又容易被遗忘。在最近的一次华盛顿之行中，我每天清晨都能清楚地听到天空中一连串的隆隆声响：从里根国家机场起飞的第一批商业航班的稳定声音，穿越波托马克河。这并不是什么特别的事情：涡轮风扇发出的呻吟声，把外面的空气搅进推进器，作为推进的推力，这样飞机起飞后就可以提升了。

说出来可能会显得很傻。这种事情经常发生在我身上，但大多数时候我并不愿意承认：我听到上方有一架喷气式飞机的轰鸣，然后抬起头说：“哇！”——然后，不管在我身边的人是谁，都会盯着我看，就像我是尼安德特人（Neanderthal）一样。但是这种沉闷的咆哮声表明了一个令人惊讶的壮举, 每天都在定期和紧凑的时间表上进行。这些是天空中的“驮马”，把人和货物运送到地球上的各个地方。涡轮风扇在全球范围内推动着机身和箱子的前进。

然而，奇怪的是：将人们和事物推向太空和未来的技术，也正是那些可能阻碍人类从真正激进的、具有前瞻性的创新中恢复过来的东西。

最近，电动涡轮风扇发动机的新发展引起了人们的热议。这个进步将会产生一种更安静、更节能的喷气推进方式——从而使航空旅行更便宜、污染更少。产品的宣传中经常显示出带有绿色箭头和线条的能源图，或者是飞机在翠绿的、起伏的风景中翱翔。例如，劳斯莱斯（Rolls-Royce）公司正与西门子（Siemens）和空中客车（Airbus）公司合作开发一种混合动力飞机，在这架混合动力飞机上, 四台涡轮发动机中的一个——喷漆成绿色的涡轮风扇——将完全由电能提供动力。 因为这些公司正在测试的绿色引擎的压力、安全性和可靠性尚得不到保障，所以这架飞机将有3个普通的燃气涡轮风扇作为备用。他们的目标是在2020年之前试飞这种飞机，这意味着这项技术可以在未来几十年内投入使用。

开展这一测试飞机的模型是英国航空146，也就是BAe-146。这是一架小型、中短程的飞机，有70到112个座位，最常用于区域航线。这是一种独特的飞机，类似于微型喷气式飞机，带有高翼悬臂设计和四个相对较小的发动机。这也是一架相当老旧的飞机，于1981年首次飞行，在美国已经不再提供商业服务。在生产出来的387架飞机中，只有144架仍在世界各地运行。换句话说，绿色引擎测试并不是在一个宽体的，主流的载体上进行的——这种飞机的测试资金来自于航空公司，飞机和涡轮风扇制造商。取而代之的是，一种过时的飞机正在被用来测试新的推进技术。这是一项对绿色能源的投资，但在广泛的、具有成本效益的使用方面，它可能更具有象征意义，而非现实上的意义。

当然，大型设备也在经历更新和创新。劳斯莱斯正在开发一种新的动力变速箱，到2025年，相对于20年前的 Trent 700型号，其大型涡轮风扇发动机的燃油效率将提高25%。

至于他们为宽体空客A330neo（250到440名乘客）设计的新型Trent 7000涡轮风扇，劳斯莱斯自信地宣称这些引擎“在噪音和排放上，能够在当前和未来的环境目标/立法方面都有很大的优势”。劳斯莱斯证实，这款涡扇发动机的设计初衷是为了满足预计排放和噪音的监管规定，而这些法规目前还没有严格执行。这两种情况都假定了事态的恶化（更多的空中交通堵塞，更大的生态紧急状况等），并向买家保证这些东西已经被计划好了，并被安装进了发动机中。这就等于在为即将到来的悲剧而努力，然后庆幸自己已经准备好了。如果你停下来仔细想想，这是一种思考未来的奇特方式。

当然，即使涡轮风扇和飞机制造商都呼吁更清洁的技术，他们的目标并不是减少人类的航空旅行。对于A330机型，空中客车接到了1694架飞机的订单，其中只有1373个完成了。隐含的信息是：需求没有得到满足，这意味着要更快地建造更多的飞机。这是一个持续的状态。一家飞机制造商公司永远不可能满足所有航空公司的需求，它需要不断地生产新的飞机。因此，即使这些飞机是由相对清洁的Trent 7000涡轮风扇提供动力的，我们的假设是将更多的A330放在空中。正如劳斯莱斯所言，这在某种程度上使直接打击“环境目标”的目标变得更加复杂。在个别情况下是可以的，但是如果天空中会有更多的飞机，又会怎样呢？

航空未来学家可能会争辩说，随着旧飞机退役，新的、更高效的飞机将会取代这些飞机，而这种合并将减少飞机的整体飞行，并消除不必要的航线。然而，很明显，空客和波音几乎不会放弃新的业务，或者放慢生产速度。想想空中客车公司如何大胆地宣称他们的A320系列是“有史以来最畅销的飞机”;然后再看看波音如何展示他们的同类产品，以迎接下一代的737。这显然是一场增长竞赛，而不仅仅是效率问题。

涡扇发动机提供了一个可以听到的关于进步悖论的提醒。尽管人们可能想要体验新事物，但他们必须使用旧的工具和手段。有时，这些工具和手段可以起到“眼罩”的作用。人们与现有的模式、基础设施和系统紧密相连，即使他们可能想要或者需要做一些不同的、真正具有创新性的事情。

几天后离开华盛顿，我被埃罗·萨里宁（Eero Saarinen）的杜勒斯国际机场的美景所震撼。它给人的感觉像是对喷气式飞机时代的赞歌，是某种活生生的纪念物。

然而，当我艰难地穿过安检点的时候，我突然意识到，旅客们好像被困在了一个奇怪的时刻，现在的喷气式飞机和20世纪中期基本上没有什么区别。涡轮风扇发动机设计和技术的创新可能是出于好意和前瞻性的，至少在某种意义上是这样的。不过，涡轮风扇日复一日的工作，每时每刻都在不停地穿越天空——从技术的角度来说，这是不可思议的。但是，与此同时，飞行的喧嚣也不禁让人们想起了几十年前的辉煌。

令人痛苦的事实是，在未来的岁月里，人类的航空旅行可能不会有太大改善。在速度、经济和舒适度方面，它可能已经达到了一定的极限。有很多迹象表明这是事实：气候变化，资源有限，土地使用限制，财富不平等，等等。前不久，有新闻报道了劳斯莱斯Trent 1000引擎的问题，该引擎为波音787提供动力，波音787是在2011年首次引入的: 两架独立飞机上的涡轮叶片在飞行过程中发生了故障, 造成了严重的震动, 导致飞机中止航行。关于发生的这些事件，劳斯莱斯首席执行官沃伦·伊斯特（Warren East）承认了一个明显但令人不安的事实，那就是涡轮风扇部件磨损了。

回到Space X上，马斯克在“Making Life Multiplanetary”的演讲中有一个奇怪的细节：他计划中的火星飞船的有效载荷区域被描述为“比空客A380的机舱更大”。这一事实的本意是让人印象深刻，但是它与火星之旅的预期持续时间并不完全一致。乘坐超大型喷气式飞机旅行三到六个月？ 不用了, 谢谢。在A380里待上16个小时的时间已经让人精神错乱，无论住宿条件多么奢侈。同样，在猎鹰重型火箭上也出现了相似的修辞手法，比较对象是波音737——当今最知名的波音商用客机之一。设想一个可重复使用的太空火箭只不过是一架垂直排列的西南方向的飞机。马斯克火箭的野心和技术奇迹被20世纪的商业飞行包袱压得喘不过气来。

就目前而言, 人类航空旅行的目标似乎是不惜任何代价维持人类的飞行，就好像人类仍然需要前往其他地方, 某个新的地方。劳斯莱斯公司的一份声明大胆地指出，劳斯莱斯计划“为未来的飞机提供动力”。而SpaceX也在努力创造未来的另一个方面。但是这里的未来真的是革命性的吗？

无论是被封装在亿万富翁技术专家的梦想中，还是在新一代涡轮风扇的齿轮中，未来的咆哮都被令人尴尬地抑制了。这听起来很像现在，或者说更像过去。理解了这一点，就会产生一种反常的感觉：为什么马斯克会把一辆汽车送到外太空，仿佛要一劳永逸地将20世纪视为最后的边疆。

原文链接：https://www.theatlantic.com/technology/archive/2018/02/engine-failure/552959/

编译组出品。编辑：郝鹏程