Наука и технологии 27 ноември 2025 г. · 0 коментара
X-59. Кредит за изображение: НАСА / Локхийд Мартин
Следващото поколение свръхзвукови самолети е проектирано да заглушава звука от своите звукови гърмежи.
Малкълм Клаус: Експериментален свръхзвуков самолет, наречен X-59, се издигна в небето за първи път през октомври.
Самолетът излетя от Skunk Works, известното съоръжение за изследвания и разработки в Калифорния, собственост на космическия гигант Lockheed Martin. Той пътува около час, преди да кацне във военновъздушната база Едуардс на 85 мили (136 км).
X-59 на НАСА е предназначен да тества технология за тих свръхзвуков полет. В САЩ силните звукови гърмежи доведоха до забрана за пет десетилетия на невоенни свръхзвукови самолети да летят над земя.
Тази година забраната беше премахната от президента на САЩ Доналд Тръмп с изпълнителна заповед. В Обединеното кралство свръхзвуковият полет над земя трябва да бъде специално одобрен от Службата за гражданска авиация (CAA), която функционира независимо от правителството.
X-59 има за цел да превърне звуковите гърмежи в по-тихи „звукови удари“. Така че, ако това се окаже възможно, колко вероятно е да видим връщане към комерсиалния свръхзвуков въздушен транспорт – невиждано откакто пътническият самолет Concorde беше оттеглен от употреба през 2003 г.?
Започвайки през 50-те години на миналия век, надпреварата за постигане на комерсиално свръхзвуково пътуване беше дълга и технически предизвикателна. Екипи от Обединеното кралство и Франция, състоящи се от компаниите British Aircraft Corporation и Aerospatiale, САЩ (Boeing) и Съветския съюз (Tupolev), работиха върху три самолета, за да отговорят на това предизвикателство.
От тези три конкурентни проекта само два: Concorde (Обединеното кралство и Франция) и Tupolev TU-144 (Съветския съюз) произведоха прототип на самолет и последващи самолети, които влязоха в търговска експлоатация.
В САЩ самолетът Boeing 2707 би превозвал между 250-300 пътници, три пъти повече от Concorde, и щеше да го направи при по-висока крейсерска скорост. Въпреки това нарастващите разходи, несигурността относно пазара за полети и опасенията относно шума доведоха до отмяната на американския самолет през 1971 г.
Съветският ТУ-144 се издигна пръв в небето на 31 декември 1968 г., докато първият полет на Конкорд се състоя през март 1969 г. Експлоатационният живот на ТУ-144 обаче беше сравнително кратък и продължи от 1975 до 1983 г.
Първоначално превозваше поща, като подготовка за пътнически услуги, които започнаха през ноември 1977 г. Въпреки това, инциденти с безопасността и загриженост за икономическата жизнеспособност на самолета доведоха до отмяната на тези полети през юни 1978 г.
След като пътническите полети бяха прекратени, тогавашната съветска авиокомпания Aeroflot експлоатира актуализиран вариант, наречен TU-144D, само за товарни услуги. Изтеглянето от експлоатация на ТУ-144 остави Конкорд като единствения работещ търговски свръхзвуков пътнически самолет.
Като стандартен носител за свръхзвукови пътувания, Concorde превозва пътници от Лондон и Париж до дестинации като Ню Йорк, Вашингтон, Рио де Жанейро и Мексико Сити.
Но маршрутите му бяха ограничени от забраната на САЩ за невоенни свръхзвукови самолети да летят над земя.
Самолетът работи успешно до юли 2000 г., когато полет 4590 на Air France се разбива малко след излитане, убивайки 109 пътници и четирима души на земята. Полетите на British Airways и Air France бяха спрени след катастрофата, завръщайки се едва през ноември 2001 г.
Но липсата на доверие и други фактори доведоха до оттеглянето на Concorde от експлоатация през 2003 г.
Но в рамките на 13 години след оттеглянето на Concorde имаше нов тласък за свръхзвукови пътувания. През 2016 г. НАСА стартира проекта Quiet Supersonic Technology (Quesst). Целта на Quesst е да изследва проекти на самолети, които биха намалили звуковия бум, обикновено свързан със свръхзвуков полет. Централната част на проекта Quesst е X-59, експериментален самолет, построен от Lockheed Martin в неговия експериментален обект Skunk Works в Калифорния.
Летящ експеримент
X-59 е проектиран, произведен и летял, за да тества както теориите, така и предположенията, свързани с технологията с ниска стрела, и да демонстрира, че такъв самолет може да оперира над земята, без да причинява смущения на земята.
Самолетът ще действа като летящ експеримент, събирайки данни от своите тестови полети, които ще бъдат разпространени в аерокосмическата общност. Това ще подпомогне настоящите усилия на компаниите Boom Supersonic и Spike Aerospace, като и двете предлагат свои собствени свръхзвукови самолети.
И така, как X-59 постига това? Краткият отговор е в неговата конфигурация. Дизайнът на самолета е постигнат след детайлна работа по проектиране както чрез обширни компютърни симулации, така и чрез използване на тестова програма в аеродинамичен тунел.
Окончателната конфигурация, която е достигната, на практика променя ударните вълни, произведени по време на свръхзвуков полет, променяйки свързания бум с по-тих звук. В резултат на това обаче X-59 не прилича на нито един конвенционален самолет, летящ днес.
Необичайният дизайн на X-59 предотвратява сливането на ударните вълни, генерирани със свръхзвукова скорост (което би довело до силния бум).
Дългият, тънък заострен нос и други характеристики на самолета ще смекчат това, като произвеждат “по-тих” бум. Този нос, наподобяващ копие, означава, че кабината за пилота е разположена почти по средата на дължината на самолета.
Местоположението му означава, че конвенционален прозорец на пилотската кабина, както се вижда на всички самолети, не е възможен. Следователно редица камери и монитори с висока разделителна способност позволяват на пилота да управлява самолета и да вижда какво се случва навън.
X-59 ще предостави полезни данни за полета за смекчаване на свръхзвуковата стрела, което може да се приложи към бъдещи самолети.
Но дори когато смекчаването на стрелата е разгледано, все още има редица предизвикателства, които трябва да бъдат преодолени, за да може ново поколение свръхзвукови самолети да влезе в експлоатация.
Ще бъде необходим ясен и добре разработен бизнес случай, като се вземе предвид обемът на потенциалните клиенти и необходимият брой самолети. Ще трябва да се изчисли икономиката, като например колко струва експлоатацията на самолета, разходите за гориво и цената на поддръжката.
Ще има и екологични проблеми, които трябва да се вземат предвид, като горивната ефективност на новите системи за задвижване, които могат да работят дълго време при свръхзвукови условия.
Ако тези предизвикателства не могат да бъдат преодолени, прераждането на търговските свръхзвукови пътувания може да остане далечна мечта.
Малкълм Клаус, старши преподавател по астронавтика и космически технологии, Университет Кингстън
Тази статия е препубликувана от The Conversation под лиценз Creative Commons.
Прочетете оригиналната статия.
Източник: Разговорът | Коментари (0)