الطائرة الأسرع من الصوت الهادئة المصممة لإنهاء الدوي الصوتي

كيف تطير طائرة تجريبية بطول 99.7 قدم أسرع من سرعة الصوت مع تقليل الدوي الصوتي إلى طرقة هادئة قد لا يلاحظها الناس على الأرض؟

مصدر الصورة:

X-59-quiet-supersonic

لماذا تُعد X-59 مهمة

حُظر الطيران التجاري الأسرع من الصوت فوق اليابسة في الولايات المتحدة منذ عقود. السبب هو الضوضاء. عندما تعبر طائرة حاجز الصوت، تولّد دويًا صوتيًا عاليًا بما يكفي لهز المباني وإفزاع المجتمعات أسفلها. هذه المشكلة الواحدة أبقت السفر الأسرع من الصوت مقتصرًا على المسارات فوق المحيطات ومنعت فئة كاملة من الطائرات التجارية الأسرع من دخول السوق. بنت Lockheed Martin Skunk Works، القسم نفسه الذي يقف خلف بعض أكثر الطائرات تقدمًا في تاريخ الطيران، طائرة X-59 بالتعاون مع مهمة Quesst التابعة لوكالة NASA لحل تلك المشكلة. صُممت الطائرة الأسرع من الصوت الهادئة للطيران أسرع من الصوت مع تقليل الدوي إلى طرقة خفيفة، بحيث قد لا يسمعها الناس على الأرض.

X-59 ليست طائرة تجارية. هي طائرة بحثية تجريبية فريدة من نوعها. ستطيّرها NASA فوق عدة مجتمعات أمريكية لقياس ردود فعل السكان على الصوت الأهدأ الذي تصدره. ستُشارك هذه البيانات بعد ذلك مع الجهات التنظيمية الوطنية والدولية للمساعدة في وضع معايير ضوضاء مقبولة جديدة للطيران الأسرع من الصوت فوق اليابسة. إذا دعمت البيانات ذلك، يمكن للجهات التنظيمية رفع الحظر وفتح الباب أمام سوق عالمي جديد بالكامل للسفر التجاري الأسرع من الصوت، مما يتيح للمسافرين الوصول إلى وجهاتهم في نصف الوقت الذي يستغرقه اليوم.

كيف صُممت هذه الطائرة الأسرع من الصوت الهادئة

يبلغ طول X-59 نحو 99.7 قدم مع جناحين بعرض 29.5 قدم فقط. أبرز سماتها أنف بطول 38 قدمًا يشكّل نحو ثلث الطائرة بالكامل. هذا الشكل المطول والنحيف ليس جماليًا. هو الحل الهندسي الجوهري لمشكلة الدوي الصوتي. صُمم هيكل الطائرة بحيث لا تندمج موجات الضغط المتولدة أثناء الطيران الأسرع من الصوت في دوي واحد عالٍ. بدلاً من ذلك، يشتت الشكل تلك الموجات، مما يقلل الصوت الذي يصل إلى الأرض إلى طرقة هادئة.

الأنف طويل لدرجة أنه يحجب رؤية الطيار الأمامية بالكامل. لحل ذلك، طوّرت NASA وLockheed Martin نظام الرؤية الخارجية، وهو نظام قائم على الكاميرات يغذّي صورًا عالية الدقة للبيئة الأمامية مباشرة إلى شاشات داخل قمرة القيادة، ليحل محل الحاجة لنافذة أمامية تقليدية. تأتي قمرة القيادة ومقعد الطرد والمظلة من طائرة تدريب T-38، وأُخذت معدات الهبوط من طائرة مقاتلة F-16. يعمل محرك واحد من طراز General Electric F414-GE-100 توربيني مروحي، وهو نفس المحرك المستخدم في طائرة F/A-18 Super Hornet، على توليد 22,000 رطل من قوة الدفع ويمكّن X-59 من الطيران بسرعة Mach 1.4، أو 925 ميلًا في الساعة، على ارتفاع 55,000 قدم. يبلغ الوزن الأقصى للإقلاع 32,300 رطل.

استكشاف الإنجازات التي حققتها X-59

أكملت X-59 أول رحلة لها من منشأة Skunk Works التابعة لـ Lockheed Martin في بالمديل بكاليفورنيا، وهبطت في مركز أبحاث الطيران التابع لـ NASA في قاعدة إدواردز الجوية. خلال تلك الرحلة الأولى، أمضت الطائرة نحو ساعة في الجو بسرعة 230 ميلًا في الساعة وارتفاع أقصى 12,000 قدم. منذ ذلك الحين، وسّع الفريق بثبات نطاق عمل الطائرة، مكملًا أكثر من اثنتي عشرة رحلة اختبار دون سرعة الصوت، بما في ذلك يوم طيران مزدوج حلّقت فيه الطائرة مرتين في جلسة واحدة.

ثم عبرت الطائرة الأسرع من الصوت الهادئة حاجز الصوت لأول مرة، مسجلة Mach 1.1 أو 713 ميلًا في الساعة على ارتفاع 43,400 قدم. أجرى طيار الاختبار في NASA جيم ليس الرحلة من قاعدة إدواردز الجوية، مع طائرة مطاردة F-15 تابعة لـ NASA تحلق بالقرب منها لمراقبة الاختبار. بعد أيام، وصلت X-59 إلى ظروف مهمتها المستهدفة لأول مرة، محلقة بسرعة Mach 1.4 وعلى ارتفاع 55,000 قدم. هذه هي السرعة والارتفاع بالضبط اللذان ستحلق بهما الطائرة خلال التحليقات المجتمعية المستقبلية. تبقى أشهر من اختبارات الأداء الإضافية قبل أن تبدأ تلك الرحلات المجتمعية.

ما الذي يحدث بعد اكتمال الاختبارات

بمجرد انتهاء مرحلة اختبارات الأداء، ستدخل X-59 المرحلة الأكثر أهمية في مهمة Quesst التابعة لـ NASA: التحليقات المجتمعية. تخطط NASA لتطيير الطائرة الأسرع من الصوت الهادئة فوق أربع إلى ست مناطق سكنية عبر الولايات المتحدة. خلال كل تحليق، ستطير الطائرة بسرعة Mach 1.4 وعلى ارتفاع 55,000 قدم بينما يجمع باحثون على الأرض بيانات حول كيفية إدراك السكان للصوت. ستقيس الاستطلاعات ما إذا كان الناس يلاحظون الطرقة الهادئة وكيف يتفاعلون معها وما إذا كانوا يعتبرونها مقبولة.

هذه البيانات هي الغرض الكامل من X-59. ستجمع NASA نتائج الاستجابة المجتمعية وتقدمها للجهات التنظيمية الأمريكية والدولية للطيران، بما في ذلك المنظمات المسؤولة عن وضع معايير الضوضاء. الهدف هو تقديم أدلة علمية صحيحة بأن الطرقة الأسرع من الصوت الهادئة محتملة بما يكفي لتبرير وضع معايير ضوضاء جديدة للطيران التجاري الأسرع من الصوت فوق اليابسة. لا تحمل الطائرة أسلحة ولا بضائع ولا ركابًا. مهمتها الوحيدة هي توليد البيانات التي قد تغيّر تنظيمًا قائمًا.

أين تقع تقنية الطيران الأسرع من الصوت الهادئة في الطيران التجاري

صمد حظر الطيران الأسرع من الصوت فوق اليابسة لعقود، وخلال تلك الفترة لم تدخل أي طائرة تجارية أسرع من الصوت الخدمة منذ تقاعد الكونكورد. وُجدت تقنية الطيران أسرع من الصوت طوال تلك الفترة، لكن مشكلة الضوضاء جعلتها غير مجدية تجاريًا وسياسيًا فوق المناطق المأهولة. لا تحاول X-59 القضاء على الدوي الصوتي بالكامل. بدلاً من ذلك، تعيد تشكيل هندسة الطائرة بدقة بحيث تكون موجات الضغط التي تصل الأرض أضعف من أن تصدر صوتًا مزعجًا.

إذا قبلت الجهات التنظيمية بيانات الاستجابة المجتمعية ووضعت معايير ضوضاء جديدة، سيكون لدى مصنعي الطائرات مسار تنظيمي لتصميم واعتماد طائرات تجارية أسرع من الصوت للمسارات فوق اليابسة. وفقًا لـ Lockheed Martin، سيفتح هذا سوقًا عالمية جديدة بالكامل. يمكن للمسافرين التنقل بين أي مدينتين في نصف وقت الرحلة الحالي تقريبًا. ما إذا كان هذا السوق سيتحقق يعتمد على البيانات التي تجمعها X-59 وكيف تفسرها الجهات التنظيمية وما إذا كانت صناعة الطيران تستطيع ترجمة مبادئ تصميم X-59 إلى طائرات ركاب قابلة للتطبيق تجاريًا. لن تحمل X-59 نفسها ركابًا أبدًا. مساهمتها هي البيانات التي تولّدها والتغيير التنظيمي الذي قد تمكّنه تلك البيانات.

Lock

لقد تجاوزت حدودك المجانية لمشاهدة المحتوى المميز لدينا

يرجى الاشتراك للحصول على وصول غير محدود إلى ابتكاراتنا.