X-59: מטוס הסילון העל-קולי השקט שרוצה לשנות את חוקי השמיים

הזריחה בדרום קליפורניה הפכה לזירה המוקדמת של אחת מאבני הדרך הבולטות ביותר בתעופה האחרונה: הטיסה הראשונה של ה-X-59, המטוס העל-קולי השקט של נאס"א ולוקהיד מרטיןעם צללית מוארכת וחרטום דק במיוחד, אב טיפוס ניסיוני זה המריא לאוויר בפעם הראשונה עם מטרה ספציפית מאוד: כדי להדגים שאפשר לטוס מהר יותר ממהירות הקול בלי הרעש שליווה באופן היסטורי את סוג המטוס הזה.

טיסה ראשונית זו, שנמשכה קצת יותר משעה, אישרה זאת מבנה המטוס, המערכות המובניות והבקרות מתפקדים כצפוי.עבור סוכנות החלל האמריקאית, ה-X-59 אינו רק כלי טיס ראוותני, אלא גולת הכותרת של משימה שאם הכל ילך כשורה, עשויה לשנות את התקנות לטיסות על-קוליות מעל אזורים מיושבים בארצות הברית, אירופה ושאר העולם.

מטוס מסוג אחר: להתראות לבום קולי

מאז אמצע המאה ה-20, המכשול העיקרי לטיסות מסחריות על-קוליות היה בום או בום על-קולי המתרחש כאשר מחסום הקול נשברהפיצוץ הזה, שנגרם כתוצאה מהתמזגות גלי הלם סביב המטוס, אינו רק רעש מעצבן: הוא יכול לגרום לרעידות עזות, לרעידות חלונות וליצור כל מיני תלונות על הקרקע, עד כדי... איסורים מפורשים על טיסות על-קוליות מעל קרקע במדינות כמו ארצות הברית.

הקונקורד, סמל של התעופה האזרחית של המאה ה-20, היה הדוגמה המובהקת ביותר למגבלות אלו. הוא טס במהירויות מסחררות בין אירופה לאמריקה, אך הוא יכל לנצל את יכולותיו העל-קוליות רק מעל האוקיינוס.רחוק מערים. הגבלה זו, בשילוב עם עלויות ובעיות תפעוליות, הובילו בסופו של דבר להפסקת השירות שלה בשנת 2003, והותירו פער בתחבורה המהירה.

ה-X-59 נוצר בדיוק כדי לטפל בבעיה זו. נאס"א ולוקהיד מרטין תכננו מטוסים שתוכננו מאפס עבור להפחית באופן דרסטי את ההשפעה האקוסטית של טיסה על-קוליתהרעיון הוא לא כל כך לנסוע מהר יותר מכל אחד אחר, אלא להשיג בעת שבירת מחסום הקולבמקום פיצוץ דומה לפיצוץ, ביבשה זה נתפס רק חבטה עמומה או "נקישה עדינה", כפי שתואר על ידי החברה עצמה.

מכאן הכינוי הפנימי לטכנולוגיה המשולבת במכשיר: קולי שקט, או שקט על-קוליאם גישה זו תעבוד, הרשויות יוכלו לשנות את הכללים שאסרו במשך עשרות שנים על טיסות מסחריות במהירות גבוהה מעל אזורים צפופי אוכלוסין, כולל חלקים גדולים מאירופה.

עיצוב קיצוני לאיבוד גלי הלם

כדי להשיג אפקט אקוסטי מבוקר מאוד זה, המהנדסים בחרו ב- עיצוב מאוד לא שגרתיה-X-59 אורכו כ-30 מטרים אך יש לו מוטת כנפיים של 8,9 מטרים בלבד וגוף מטוס ארוך, דק ומחודדהוא דומה לעיפרון אווירודינמי יותר מאשר למטוס נוסעים טיפוסי. גיאומטריה זו אינה רק גחמה אסתטית: כל סנטימטר במבנה חושב כדי לעצב את התנהגות גלי ההלם.

El חוטם ארוך וחד במיוחד הוא אחראי על "הכנת" האוויר הרבה לפני שהוא מגיע לשאר גוף המטוס, חלוקה ופיזור של גלי ההלם במקום לאפשר להם להתגבש לחזית גלים אחת חזקה. כנפיים דקות ומשטחי בקרה מכוונים היטב הם גם תורמים להתפלגות ההפרעות בהדרגה, כך שהצליל שמגיע לקרקע דומה יותר למכה עמומה מאשר לפיצוץ.

היבט בולט נוסף הוא שה-X-59 אינו מטוס שנוצר כולו מאפס. לוקהיד מרטין החליטה לנצל רכיבים שכבר נבדקו במטוסי קרב כמו ה-F-16 וה-F-15זה כרוך, למשל, בשילוב מכשיר נחיתה ממטוס ה-F-16 ומערכות תמיכה בחיים מפלטפורמות צבאיות קיימות. שילוב רכיבים מוכחים עם טכנולוגיות חדשות מפחית סיכונים ומאפשר למקד מאמצים בהיבט החדשני באמת: בקרת רעש על-קולי.

לפי נתונים שסיפקה התוכנית עצמה, מהירות השיוט המתוכננת של ה-X-59 היא מאך 1,4, המקביל בערך 1.580 קילומטר לשעה, בגובה משוער של 16.700 מטרים (כ-55.000 רגל). למרות ש- הטיסה הראשונה בוצעה במהירות תת-קולית, כ-370 קמ"ש ובגובה של כ-3,5 קילומטרים.מטרת קמפיין הבדיקות היא להרחיב בהדרגה את המעטפת עד להשגת נתונים אלה.

מעבדה מעופפת שתשנה את הכללים

למרות המראה העתידני שלו, ה-X-59 אינו מיועד להובלת נוסעים, וגם אינו אב טיפוס של מטוס מסחרי.נאס"א מציגה אותה בבירור כפלטפורמה ניסיונית שנועדה לאסוף נתונים, טכניים וחברתיים כאחד, שיביאו לידי ביטוי שינוי רגולטורי בקנה מידה בינלאומי.

הפרויקט משולב בתוך ה- משימת קווסט של נאס"אהפרויקט נועד להדגים כי טיסה על-קולית שקטה היא בת קיימא, ועל סמך זה, לספק מידע לרשויות התעופה בארצות הברית, אירופה ומדינות אחרות כדי שיוכלו לבחון סקירה של התקנות הנוכחיות. הסוכנות מתעקשת כי ה-X-59 הוא... כלי לסלול את הדרך לעיצובים מסחריים עתידייםלא מוצר מוכן למכירה.

בשנים הקרובות, התוכנית כוללת קחו את ה-X-59 כדי לטוס מעל קהילות שונותהן באזורים מבודדים יחסית והן באזורים מאוכלסים יותר, תמיד תוך שמירה על אמצעי הזהירות הרגילים לתוכנית ניסויים מסוג זה. המטרה תהיה לתעד את רמת הרעש בפועל על הקרקע, ומעל הכל, כדי להעריך כיצד אנשים תופסים את הסוג החדש הזה של "פיצוץ קולי" מוחלש.

שלב זה של טיסות עם צפיפות אוכלוסין נחשב למפתח משום שהנתונים שיתקבלו יישלחו למנהל התעופה הפדרלי של ארה"ב (FAA) ולארגונים בינלאומיים כמו ICAO, אשר להם השפעה על ניסוח תקנות המשפיעות גם על המרחב האווירי האירופיאם הראיות מראות שהשפעת הרעש נמוכה ומקובלת, זה יפתח פתח לעדכון עתידי של המגבלות הנוכחיות..

ראוי לציין כי המשימה עברה מספר התאמות בלוח הזמנים. נאס"א הודתה כי כשלים שזוהו במערכות יתירות והתנהגות בלתי צפויה ברכיבים קריטיים הם אילצו עיכוב לטיסה הראשונה, שתוכננה במקור למועד מוקדם יותר. עם זאת, הסוכנות מפרשת את המכשולים הללו כערובה: זיהוים על הקרקע אפשר להם שפרו את העיצוב והגדילו את מרווח הבטיחות כהכנה לניסויי האוויר.

הטיסה הראשונה: 67 דקות המסמנות נקודת מפנה

ה-X-59 המריא עם שחר ממתקני עבודות בואש בפאלמדייל (קליפורניה)חטיבת לוקהיד מרטין הידועה בפיתוח פרויקטים מתקדמים עם רמת סודיות גבוהה. במהלך הטיסה הראשונה הזו, המטוס לווה על ידי מטוס מחקר בואינג F/A-18 של נאס"א, אחראי על תצפית על התנהגותם, צילומם ומתן סיוע ביטחוני.

טייס הניסוי של נאס"א היה ליד ההגה נילס לרסוןאשר השלימה טיסה של כ-67 דקות. בשלב ראשוני זה, בחרו המהנדסים להיות שמרניים מאוד: המטוס שמר על מהירות תת-קולית, כאשר כנף הנחיתה פתוחה. לאורך כל המסע בגובה נמוך יחסית, במטרה הבסיסית לוודא שמערכות הבקרה הגיבו כרגיל.

במהלך המסע, ה-X-59 הוא טס מעל האזור שבין פאלמדייל לאזור אדוארדס.בסופו של דבר, הוא יהפוך לתלוי מבחינה מבצעית במרכז המחקר ארמסטרונג של נאס"א, גם הוא בקליפורניה. מתקן זה יהיה הליבה של קמפיינים ניסויים עתידיים, אשר יגדלו בהדרגה במורכבותם: ראשית, ייבחן הטיפול תחת משטרי טיסה שונים, ובהמשך, המטרה תהיה להשיג מהירות התכנון היא מאך 1,4 בגובה של כ-55.000 רגל..

למרות שיכולותיו העל-קוליות טרם נוצלו, נאס"א מאמינה ש טיסה ראשונה זו מייצגת צעד מכריע לעבר עתיד שבו טיסות במהירות גבוהה יחזרו להיות דבר שבשגרה, אך ללא השפעת הרעש שפגעה בעבר בחייהם של אלו שחיו מתחת למסלולי הטיסה של הקונקורד.

נציגי לוקהיד מרטין הדגישו כי ה-X-59 הוא דוגמה לסוג החדשנות שתעשיית התעופה והחלל שואפת לקדםג'ון קלארק, סגן נשיא ומנכ"ל Skunk Works, הצהיר כי למשימה העל-קולית השקטה תהיה השפעה "מתמשכת וטרנספורמטיבית" על אנשים ברחבי העולם. לפתוח אפשרות לתחבורה אווירית מהירה יותר תואם לקהילות יבשתיות.

עם ה-X-59 כעת באוויר וסוללת ניסויים לפנינו, התעופה עושה צעד משמעותי לעבר שלב שבו שבירת מחסום הקול שוב לא יכולה להיות שם נרדף לרעש והפרעות.מה שהוא כיום אב טיפוס ניסיוני בשמי קליפורניה עשוי בסופו של דבר להשפיע על האופן שבו מטוסים מתוכננים ומפוקחים בעוד מספר שנים. לחבר את אירופה, אמריקה ושאר העולם בזמנים שלא מזמן נראו כמו מדע בדיוני..