X-59: Разкрит е „тихият“ свръхзвуков самолет на НАСА

Ако неотдавна сте чували звуков взрив, евентуално го помните. Силният, сходен на детонация гърмеж – породен от аероплан, летящ по-бързо от скоростта на звука – може да бъде стряскащ и даже да спука прозорци.

Звуковите гърмежи са част от повода през днешния ден да няма свръхзвукови пътнически самолети и един от ограничаващите фактори за триумфа на Concorde, който за финален път хвърча през 2003 година Свръхзвуковите самолети бяха лимитирани до дозвукови скорости, когато лети над сушата или покрай крайбрежията, а актуалните интернационалните разпореждания към момента лимитират скоростта на комерсиалния превоз по суша до под Mach 1 или скоростта на звука, с цел да се избегнат разстройствата от звукови гърмежи над обитаемоте региони.

Сега НАСА работи за смяна на тези разпореждания, като трансформира стрелата в „ тупкане “, проправяйки пътя за ново потомство по-тихи свръхзвукови самолети. Агенцията прави това посредством стратегия, наречена Quesst, която е резултат от десетилетия проучвания и е съсредоточена към нов аероплан, наименуван X-59, който дебютира в петък.

Далечен гръм

X-59 е най-новият в поредност от пробни самолети, които включват X-1, който през 1947 година става първият пилотиран аероплан, надвишил скоростта на звука, и X-15, който към момента държи върха за най-бърз в историята пилотиран полет, подложен през 1967 година със скорост 6,7 Маха.

Новият транспортен съд е планиран и издигнат от основния реализатор Lockheed Martin Skunk Works в Палмдейл, Калифорния, по контракт на НАСА за 247,5 милиона $. Тъй като фабричното внедряване към този момент е приключено, X-59 ще бъде подложен на тестване на интегрирани системи, работа на мотора и тестване на рулиране в подготовка за първия полет. Той би трябвало да излети за първи път по-късно тази година, преди първия си спокоен свръхзвуков полет.

„ Само за няколко къси години преминахме от амбициозна идея към действителност. X-59 на НАСА ще помогне да променим метода, по който пътуваме, сближавайки ни за доста по-малко време “, сподели заместник-администраторът на НАСА Пам Мелрой в изказване.

„ Той ще бъде доста по-тих от Concorde или всеки различен свръхзвуков аероплан, който съществува през днешния ден “, сподели Крейг Никъл, старши консултант в централата на НАСА, пред CNN през 2022 година „ Той е извънредно дълъг и тъничък: дълъг е съвсем 100 фута (30,5 метра), само че има обсег на крилете единствено към 29 фута. Носът е отличителна линия на този аероплан: той е към една трета от дължината.

Елегантната форма играе основна роля, с цел да направи самолета доста по-тих, когато пътува свръхзвуково.

Но по какъв начин се получава звуков взрив? Когато самолетът се движи с дозвукова скорост, звуковите талази, които той нормално основава, могат да се популяризират във всички посоки; при свръхзвукови скорости обаче самолетът ще остави личния си тон и звуковите талази ще се компресират и обединят в една ударна вълна, която стартира от носа и приключва в опашката.

Когато тази мощно компресирана ударна вълна срещне човешкото ухо, тя създава мощен взрив, който не се появява, когато самолетът пробие звуковата преграда, а е по-скоро непрестанен резултат, който може да бъде чут от всеки в конусовидна област под самолета, до момента в който надвишава скоростта на звука.

Формата на X-59 е проектирана да предотвратява сливането на ударните талази. Вместо това те се популяризират благодарение на стратегически ситуирани аеродинамични повърхности. Единственият мотор също е в горната, а не в долната част на самолета, с цел да се резервира равномерен низък профил, който предотвратява ударните талази да доближат земята.

В резултат на това НАСА има вяра, че X-59 ще създаде единствено 75 децибела тон, когато пътува със свръхзвукова скорост, в съпоставяне със 105 децибела на Concorde.

„ Това значи, че този аероплан може да звучи като отдалечен гръм на хоризонта или като някой, който затваря вратата на кола зад ъгъла “, споделя Никъл. „ Възможно е даже хората въобще да не чуят бумтенето, а в случай че го чуят, сигурно няма да се изплашен, тъй като ще бъде ниско и публикувано и въобще не толкоз мощно. “

Промяна на разпоредбите

Очакванията са, че X-59 ще лети с 1,4 пъти скоростта на звука или 925 mph. Преди това екипът на Quesst ще извърши няколко летателни теста в Lockheed Martin Skunk Works, преди да трансферира самолета в Центъра за летателни проучвания Armstrong на НАСА в Едуардс, Калифорния, който ще служи като негова база за интервенции.

Решаващата част от програмата ще стартира по-късно през 2024 година, когато серия от тестови полети ще бъдат осъществени над половин дузина жилищни общности в Съединени американски щати, определени да оферират разнообразна композиция от географски и атмосферни условия: „ Това ще бъде занимателно част от плана, тъй като ще се ангажираме с обществеността и ще генерираме малко гражданска просвета “, сподели Никъл.

Планът припомня на опит, извършен от Федералната авиационна администрация (FAA) през 1964 година, когато свръхзвукови изтребители неведнъж летяха над Оклахома Сити, с цел да тестват въздействието на звуковите гърмежи върху обществеността.

Не вървеше добре, като до 20% от хората възразиха против взривовете и 4% подадоха тъжби и искове за вреди. „ Не желаеме да повтаряме това, несъмнено, по тази причина първо ще изпробваме този аероплан на стеснен диапазон, измервайки всички стрели “, споделя Никъл. „ Само когато сме удовлетворени от представянето, ще излезем пред общностите и към момента деликатно ще направляваме равнището на звуковите гърмежи. “

След като X-59 прелети над определените зони, НАСА ще се ангажира с общностите на земята, с цел да реши реакцията им на шума. Целта е да се удостовери теорията, че взрив от 75 децибела ще бъде допустим.

След това събраните по този метод данни ще бъдат показани на Федералната авиационна администрация на Съединени американски щати и интернационалните регулаторни органи.

Ново поколение

НАСА има вяра, че смяна в наредбите ще отвори небето за ново потомство свръхзвукови самолети, които ще имат право да летят по направления, които в този момент не са позволени, като Ню Йорк до Лос Анджелис, и ще съкратят полетното време почти на половина.

Не знаем обаче по какъв начин ще наподобяват тези самолети и кой ще ги строи, защото X-59 не е първообраз, а просто софтуерен демонстратор.

„ Всеки предстоящ дизайн на търговски аероплан с ниска стрела за свръхзвуков полет сигурно ще бъде друг от този, макар че някои от детайлите на дизайна могат да се пренесат непосредствено “, сподели Никъл, сочейки снадки нос, някои от системите за ръководство на полета и Уникалната система за външно виждане на X-59, която дава на водача екрани с висока разграничителна дарба, показващи какво има начело, при липса на автентичен прозорец, извърнат напред, заради опростения нос на самолета.