X-59: Cichy naddźwiękowy odrzutowiec, który chce zmienić zasady panujące na niebie

Wschód słońca w Południowej Kalifornii stał się scenerią jednego z najbardziej uderzających kamieni milowych w niedawnym lotnictwie: Pierwszy lot X-59, cichego naddźwiękowego samolotu NASA i Lockheed MartinTen eksperymentalny prototyp o wydłużonej sylwetce i wyjątkowo wąskim nosie po raz pierwszy wzbił się w powietrze w bardzo konkretnym celu: aby pokazać, że możliwe jest latanie szybciej niż prędkość dźwięku bez hałasu która historycznie towarzyszyła temu typowi samolotów.

Ten pierwszy lot, trwający nieco ponad godzinę, potwierdził, że Konstrukcja samolotu, systemy pokładowe i sterowanie działają zgodnie z oczekiwaniami.Dla amerykańskiej agencji kosmicznej X-59 to nie tylko efektowny samolot, ale także kluczowy element misji, która — jeśli wszystko pójdzie dobrze — może zmienić przepisy dotyczące lotów naddźwiękowych nad obszarami zaludnionymi w Stanach Zjednoczonych, Europie i na całym świecie.

Inny rodzaj odrzutowca: pożegnanie z hukiem dźwiękowym

Od połowy XX wieku główną przeszkodą dla komercyjnych lotów naddźwiękowych były huk lub grzmot dźwiękowy, który występuje, gdy bariera dźwięku zostanie przekroczonaTa eksplozja, spowodowana połączeniem fal uderzeniowych wokół samolotu, to nie tylko irytujący hałas: może powodować intensywne wibracje, drżenie szyb i wszelkiego rodzaju skargi na ziemi, aż do momentu, gdy Wyraźne zakazy lotów naddźwiękowych nad lądem w krajach takich jak Stany Zjednoczone.

Concorde, ikona lotnictwa cywilnego XX wieku, był najwyraźniejszym przykładem tych ograniczeń. Latał z zawrotną prędkością między Europą a Ameryką, ale Mógł wykorzystać swoje ponaddźwiękowe zdolności jedynie nad oceanem.z dala od miast. To ograniczenie, w połączeniu z kosztami i problemami operacyjnymi, ostatecznie doprowadziło do wycofania go z eksploatacji w 2003 roku, pozostawiając lukę w transporcie dużych prędkości.

X-59 został stworzony właśnie po to, by rozwiązać ten problem. NASA i Lockheed Martin zaprojektowały samolot zaprojektowany od podstaw dla drastycznie zmniejszyć wpływ akustyczny lotu naddźwiękowegoChodzi nie tyle o to, żeby jechać szybciej niż ktokolwiek inny, ale osiągnąć po przekroczeniu bariery dźwiękuzamiast huku porównywalnego do eksplozji, na lądzie jest to tylko odczuwalne głuchy odgłos lub „delikatne puknięcie”, jak opisuje sama firma.

Stąd wewnętrzna nazwa technologii zastosowanej w urządzeniu: cichy naddźwiękowylub naddźwiękowy cichyJeśli to podejście okaże się skuteczne, władze będą mogły zmienić przepisy, które przez dziesięciolecia uniemożliwiały komercyjne loty z dużą prędkością nad gęsto zaludnionymi obszarami, w tym dużymi obszarami Europy.

Ekstremalna konstrukcja łagodząca fale uderzeniowe

Aby uzyskać ten wysoce kontrolowany efekt akustyczny, inżynierowie zdecydowali się na bardzo niekonwencjonalny projektX-59 ma około 30 metrów długości, ale ma rozpiętość skrzydeł zaledwie 8,9 metra i długi, cienki i spiczasty kadłubPrzypomina bardziej aerodynamiczny ołówek niż typowy samolot pasażerski. Ta geometria to nie tylko estetyczny kaprys: każdy centymetr konstrukcji został obliczony tak, aby kształtować zachowanie się fal uderzeniowych.

El wyjątkowo długi i ostry pysk Jego zadaniem jest „przygotowanie” powietrza na długo przed dotarciem do reszty kadłuba, rozdzielając i rozkładając fale uderzeniowe zamiast pozwolić im połączyć się w jeden potężny front fali. cienkie skrzydła i precyzyjnie dostrojone powierzchnie sterowe Przyczyniają się również do tego, że zakłócenia rozprzestrzeniają się stopniowo, tak że dźwięk docierający do podłoża przypomina raczej stłumiony cios niż detonację.

Kolejnym uderzającym aspektem jest to, że X-59 nie jest samolotem stworzonym całkowicie od podstaw. Lockheed Martin zdecydował skorzystaj z komponentów już przetestowanych w myśliwcach, takich jak F-16 i F-15Obejmuje to na przykład integrację podwozia z F-16 i systemów podtrzymywania życia z istniejących platform wojskowych. Połączenie sprawdzonych komponentów z nowymi technologiami zmniejsza ryzyko i pozwala skupić wysiłki na prawdziwie innowacyjnym aspekcie: redukcji hałasu generowanego przez samoloty naddźwiękowe.

Według danych udostępnionych przez sam program, Prędkość przelotowa samolotu X-59 wynosi Mach 1,4, co odpowiada ok 1.580 kilometrów na godzinę, na wysokości około 16 700 metrów (około 55 000 stóp). Chociaż Pierwszy lot odbył się z prędkością poddźwiękową, ok. 370 km/h i na wysokości ok. 3,5 km.Celem kampanii testowej jest stopniowe rozszerzanie zakresu testów, aż do osiągnięcia zamierzonych wartości.

Latające laboratorium, które zmieni zasady

Pomimo futurystycznego wyglądu, X-59 nie jest przeznaczony do przewozu pasażerów i nie jest prototypem samolotu komercyjnego.NASA przedstawia ją wyraźnie jako eksperymentalną platformę, której celem jest zbieranie danych technicznych i społecznych, które będą mogły być wykorzystane przy opracowywaniu zmian regulacyjnych na skalę międzynarodową.

Projekt jest zintegrowany w ramach Misja Quest NASACelem projektu jest udowodnienie, że cichy lot naddźwiękowy jest wykonalny, a na tej podstawie dostarczenie informacji władzom lotniczym w Stanach Zjednoczonych, Europie i innych krajach, aby mogły one przeanalizować obecne przepisy. Agencja podkreśla, że ​​X-59 to… narzędzie torujące drogę przyszłym projektom komercyjnymprodukt nie jest gotowy do sprzedaży.

W kolejnych latach plan zakłada: wybierz się na lot X-59 nad różnymi społecznościamiZarówno na stosunkowo odizolowanych obszarach, jak i na obszarach o większej gęstości zaludnienia, zawsze z zachowaniem standardowych środków ostrożności dla tego typu programu testowego. Celem będzie zarejestrowanie rzeczywistego poziomu hałasu na ziemi, a przede wszystkim aby ocenić, jak ludzie postrzegają ten nowy rodzaj „dźwięku” osłabiony.

Tę fazę lotów przeludnionych uważa się za kluczową, ponieważ uzyskane dane zostaną przesłane do amerykańskiej Federalnej Administracji Lotnictwa (FAA) i organizacji międzynarodowych, takich jak ICAO, które mają wpływ na opracowywanie przepisów, które mają również wpływ na europejską przestrzeń powietrznąJeżeli dowody wskazują, że wpływ hałasu jest niewielki i akceptowalny, Otworzyłoby to drogę do przyszłej aktualizacji obowiązujących limitów..

Warto zauważyć, że misja przeszła kilka korekt harmonogramu. NASA przyznała, że wykryto awarie w systemach redundantnych i nieoczekiwane zachowanie krytycznych komponentów Wymusili opóźnienie pierwszego lotu, pierwotnie zaplanowanego wcześniej. Agencja interpretuje jednak te opóźnienia jako gwarancję: ich identyfikacja na ziemi pozwoliła im… Udoskonal projekt i zwiększ margines bezpieczeństwa w ramach przygotowań do testów lotniczych.

Pierwszy lot: 67 minut, które oznaczają punkt zwrotny

Samolot X-59 wystartował o świcie z bazy Skunk Works w Palmdale (Kalifornia)Oddział Lockheed Martin znany jest z opracowywania zaawansowanych projektów z zachowaniem wysokiego stopnia poufności. Podczas tego pierwszego lotu samolotowi towarzyszyli samolot badawczy NASA Boeing F/A-18, odpowiedzialny za obserwację ich zachowania, filmowanie ich i zapewnianie wsparcia bezpieczeństwa.

Pilot testowy NASA siedział za sterami Nils Larsonktóry ukończył lot trwający około 67 minut. W tej początkowej fazie inżynierowie zdecydowali się na bardzo ostrożne podejście: Samolot utrzymywał prędkość poddźwiękową z wysuniętym podwoziem. przez całą podróż na stosunkowo małej wysokości, a jego podstawowym celem było sprawdzenie, czy systemy sterowania reagują prawidłowo.

Podczas podróży X-59 Przelatywał nad obszarem pomiędzy Palmdale a regionem EdwardsDocelowo stanie się on zależny operacyjnie od Centrum Badawczego Armstronga NASA, również w Kalifornii. Ośrodek ten będzie stanowił rdzeń kolejnych kampanii testowych, których złożoność będzie stopniowo rosła: najpierw testowane będzie sterowanie w różnych trybach lotu, a następnie celem będzie osiągnięcie Prędkość projektowa wynosi Mach 1,4 na wysokości około 55 000 stóp..

Chociaż jego możliwości naddźwiękowe nie zostały jeszcze wykorzystane, NASA uważa, że Ten pierwszy lot oznacza decydujący krok ku przyszłości, w której szybkie loty znów staną się codziennością, bez hałasu, który kiedyś utrudniał życie ludziom mieszkającym pod trasami lotów Concorde’a.

Przedstawiciele Lockheed Martin podkreślili, że X-59 to przykład rodzaju innowacji, które przemysł lotniczo-kosmiczny stara się promowaćJohn Clark, wiceprezes i dyrektor generalny Skunk Works, oświadczył, że cicha, naddźwiękowa misja będzie miała „trwały i transformacyjny” wpływ na ludzi na całym świecie. otworzyć możliwość szybszego transportu lotniczego kompatybilny ze społecznościami lądowymi.

Mając już X-59 w powietrzu i serię testów przed sobą, lotnictwo podejmuje zdecydowany krok w kierunku etapu, w którym Ponowne przekroczenie bariery dźwięku nie musi już być równoznaczne z hałasem i zakłóceniami.To, co dziś jest jedynie eksperymentalnym prototypem unoszącym się nad Kalifornią, za kilka lat może mieć wpływ na sposób projektowania i regulacji samolotów. Połącz Europę, Amerykę i resztę świata w czasach, które jeszcze niedawno wydawały się niczym science fiction..