ale NASA Programul X-Plane exista de 70 de ani. De-a lungul acestor decenii, agenția a dezvoltat o serie de avioane și rachete pentru a testa diverse tehnologii și progrese în proiectare. Acum NASA l-a permis pe cel mai nou, X-59, pentru asamblarea finală.
The X-59 este un design de avion supersonic. Numele său complet este aeronava X-59 Quiet SuperSonic Technology (QueSST). În loc să împingă pentru viteze mai mari sau altitudini mai mari ca unele X-Plane anterioare, X-59 este proiectat să spargă bariera sunetului fără boom-ul sonic. X-59 nu va produce mai mult decât un zgomot puternic, dacă va fi ceva, atunci când trece de bariera sunetului.
Proiectarea preliminară pentru X-59 a început în februarie 2016. NASA dorea să dezvolte o aeronavă supersonică care să elimine boom-ul sonic. Avioanele supersonice există de ceva vreme și au servit ca avioane aeriene comerciale. Concorde a fost în funcțiune până în 2003, dar boom-ul sonor revelator creat de Concorde este problematic: Concorde a fost permis doar pentru zborurile de traversare a oceanului, deoarece zgomotul era prea mare pentru zonele populate.
Dar viteza aeronavelor supersonice este greu de rezistat. Designerii au crezut că forma unei aeronave ar putea fi modificată pentru a elimina boom-ul sonic și pentru a readuce în funcțiune aeronavele supersonice. Unul din primele aeronave de testare, Northrop F5-E, avea un nas cu o formă specială, pe care designerii sperau să reducă sau să elimine boom-ul sonic.
Northrop F5-E este un fel de precursor al lui X-59. Nasul său în formă de pelican a fost conceput pentru a reduce bubuitul sonic resimțit și auzit de oamenii de pe sol. Credit imagine: NASA
„Această modificare, care a făcut ca partea din față a F-5E să semene oarecum cu ciocul unui pelican, a fost modelată cu grijă pentru a schimba tiparul undelor de șoc pe care le-ar genera atunci când zbura mai repede decât viteza sunetului”, a spus. Lawrence R. Benson, autorul cărții „Quieting the Boom”, o carte despre designul aeronavelor supersonice.
The explozie sonica că jeturile nu au nicio legătură cu motorul. Boom-ul provine de la undele de șoc care se unesc în urma unei aeronave atunci când aceasta încalcă bariera de sunet . Și deși pentru un observator individual pare că boom-ul este un singur eveniment, nu este cazul. Boom-ul este continuu atâta timp cât avionul călătorește mai repede decât viteza sunetului.
Observatorii nu aud nimic până când unda de șoc, de pe marginile conului, le traversează locația. Credit imagine: By I, Melamed katz, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2488207
X-59 își atinge nivelul redus de zgomot cu ajutorul a ceea ce se numește „canards”. Canardele sunt aripi anterioare mici care stau înaintea aripilor primare. Ele modelează undele de șoc și le împiedică să se unească în spatele aeronavei. Împreună cu cadrul lung și îngust al lui X-59, canardele ar trebui să reducă zgomotul de la aeronave la echivalentul închiderii ușii unei mașini.
Una dintre concesiile de proiectare ale lui X-59 este că cockpitul are o vizibilitate limitată în față. Pentru a evita acest lucru, aeronava va fi echipată cu Sistem de vizibilitate extern (XVS.) XVS este un sistem de senzori, computere și tehnologii de afișare care va suprapune informații importante de zbor pe afișajele din cabina de pilotaj, inclusiv ajutoare vizuale pentru apropierea aeroporturilor, decolări și aterizări. Rezultatul este un fel de „realitate virtuală” sau realitate augmentată a liniei de vedere înainte a aeronavei.
X-59 are aripile anterioare minuscule numite canards care ajută la modelarea undelor de șoc din spatele aeronavei, împiedicându-le să se unească și să producă un bum sonic. Credit imagine: NASA – Public Domain.
Acum NASA are a anunţat că X-59 a trecut de punctul critic de decizie cheie-D (KPD-D), un fel de revizuire finală înainte de asamblare. Odată ce aeronava este pregătită pentru zboruri de testare, oficialii NASA se vor întâlni din nou la sfârșitul anului 2020 pentru a aproba primul zbor al avionului în 2021.
„Odată cu finalizarea KDP-D, am arătat că proiectul este conform calendarului, este bine planificat și pe drumul cel bun. Avem totul la dispoziție pentru a continua această misiune istorică de cercetare pentru publicul care călătorește aerian al națiunii”, a declarat Bob Pearce, administratorul asociat al NASA pentru Aeronautică, într-un Comunicat de presă .
Odată ce zboară, va fi testat riguros cu ajutorul observatorilor civili de la sol. Acesta va fi zburat deasupra unor comunități selectate din SUA, care își vor raporta observațiile cu privire la sunetul aeronavei. Acesta este pentru a măsura percepția publicului asupra aeronavei și pentru a ajuta la dezvoltarea de noi linii directoare de zbor pentru viitoarele aeronave supersonice.
NASA a folosit o metodă unică de vizualizare a undelor sonore generate de aeronavele supersonice. Se numeste ' Fotografie Schlieren ” și a fost dezvoltat pentru prima dată în 1864 pentru a fotografia fluxul fluidelor. NASA a făcut pași mari utilizându-l pentru a vizualiza undele de șoc avioanelor și a fost o parte cheie a dezvoltării lui X-59.
Această imagine schlieren a undelor de șoc create de un T-38C în zbor supersonic a fost capturată folosind marginea soarelui ca sursă de lumină și apoi procesată folosind codul dezvoltat de NASA. Credit: NASA.
X-59 este construit de Lockheed-Martin la unitatea Skunk Works din California. Se estimează că aeronava va costa aproximativ 250 de milioane de dolari. Până la sfârșitul anului 2020, asamblarea finală ar trebui să fie finalizată.
Imagine a ansamblului principal X-59 care se unește.
Credite: Lockheed Martin
Mai mult:
- Comunicat de presă: Aeronava de cercetare supersonică liniștită X-59 de la NASA a fost autorizată pentru asamblarea finală
- Comunicat de presă: Testarea ferestrei de redirecționare virtuală X-59 a reușit
- Universul de azi: Aceasta este o fotografie reală a undelor de șoc de la avioanele supersonice care interacționează între ele