ناسا جت مافوق صوت بی‌صدای خود را آزمایش کرد

هواپیمای تحقیقاتی X-59 ناسا در حال آزمایش فناوری مافوق صوت کم‌صدایی است که این سازمان توسعه داده و ظاهری چشمگیر دارد.  

به گزارش انتخاب به نقل از gizmodo؛ ناسا به‌تازگی آزمایش عملکرد موتور این هواپیمای آزمایشی را به پایان رسانده است. این سازمان امیدوار است پروژه X-59 راه‌حلی برای کاهش صدای بلند انفجار مافوق صوت در هواپیماها ارائه دهد، صدایی که معمولاً پروازهای مافوق صوت را با چالش مواجه کرده است.  

همکاری ناسا و شرکت لاکهید مارتین در بازه‌ای بین ماه اکتبر تا فوریه شامل آزمایش‌های موتور F414-GE-100 بود، موتوری که برای این پروژه تغییرات خاصی روی آن اعمال شده است. این موتور هم نیروی محرکه هواپیما را تأمین می‌کند و هم سیستم‌های داخلی و فرعی آن را پشتیبانی می‌کند.  

ریموند کستنر، مدیر بخش پیشرانه X-59 در مرکز تحقیقات گلن ناسا، در این مورد گفت: «ما توانستیم بر اساس برنامه‌ریزی‌ها، آزمایش‌های زمینی موتور را با موفقیت انجام دهیم. جریان هوا همان‌طور که در شبیه‌سازی‌های تونل باد پیش‌بینی شده بود، کاملاً روان و یکنواخت بود. مشکل ساختاری یا لرزش‌های اضافی نداشتیم و تمام قسمت‌هایی که نیاز به خنک‌سازی داشتند، به‌خوبی خنک شدند.»  

زمانی که هواپیماها سرعت خود را از ماخ 1 (یعنی سرعت صوت، تقریباً 767 مایل در ساعت یا 1234 کیلومتر در ساعت) عبور می‌دهند، صدای بسیار بلندی تولید می‌شود. این صدا که به‌اصطلاح «انفجار مافوق صوت» یا Sonic Boom نامیده می‌شود، به دلیل ایجاد امواج شوک ناشی از سرعت بسیار بالای هواپیما و فشار شدید هوا در اطراف آن شکل می‌گیرد.  

این صدای انفجار مافوق صوت می‌تواند مردم روی زمین را دچار وحشت کند و حتی در مواردی باعث شکستن شیشه‌ها شود. همین موضوع در سال 1973 باعث شد سازمان هوانوردی فدرال آمریکا (FAA) پروازهای مافوق صوت هواپیماهای غیرنظامی روی مناطق خشکی را ممنوع کند. در نتیجه این محدودیت، پروازهای تجاری مافوق صوت دیگر نتوانستند به محبوبیت زمان گذشته خود بازگردند.

یکی از مثال‌های شاخص این مدل سفرها، هواپیمای مافوق صوت «کنکورد» بود، اما این هواپیما با وجود طراحی پیشرفته و محبوبیت در میان مسافران، سوخت‌ زیادی مصرف می‌کرد، هزینه عملیاتی بالایی داشت و از بسیاری از شهرها به‌دلیل سر و صدای زیاد شکایاتی دریافت می‌کرد. این هواپیما در نهایت آخرین پرواز خود را در سال 2003 انجام داد.  

در آزمایش‌های اخیر، ناسا توانست فیلم‌های جالب و جذابی از عملکرد هواپیمای X-59 ضبط کند. این آزمایش‌ها ابتدا شامل بررسی سیستم‌های هیدرولیکی، سیستم‌های الکتریکی و کنترل محیطی هواپیما بود. سپس تیم مهندسی با استفاده از کنترل گاز موتور و آزمایش حالت پس‌سوز، عملکرد آن را به‌صورت کامل تست کرد.

الگوهای زیبا و خاصی که در جریان خروجی موتور مشاهده شدند، به «الماس‌های شوک» مشهور هستند و ناشی از فشرده‌سازی و انبساط گازهای خروجی از موتور در سرعت‌های مافوق صوت به وجود می‌آیند.  

هواپیمای X-59 در ژانویه 2024 برای اولین بار در پالمدیل کالیفرنیا از آشیانه خارج شد. این رونمایی یک صحنه دیدنی بود: هواپیمای باریک و زیبا با طول 99 فوت (30 متر)، ارتفاع 14 فوت (4.27 متر)، و پهنای بال 29.5 فوت (9 متر). طراحی ظریف و کشیده این هواپیما کاملاً هدفمند است؛ زیرا این ساختار باریک تغییرات فشار روی زمین را به حداقل می‌رساند و صدای شدید انفجار مافوق صوت (Sonic Boom) را به یک صدای ملایم‌تر، معروف به «ضربه مافوق صوت» (Sonic Thump) تبدیل می‌کند. یکی از مهندسان ناسا اظهار کرد که صدای این هواپیما ممکن است چیزی شبیه به صدای بسته شدن در خودرو باشد.  

یکی دیگر از ویژگی‌های طراحی X-59، محل قرارگیری موتور بر روی قسمت بالایی بدنه هواپیماست. این طراحی، میزان صدایی که از هواپیما به سطح زمین ارسال می‌شود را کاهش می‌دهد.  

در همین حال، تلاش‌هایی از سوی بخش خصوصی نیز برای زنده‌کردن مجدد سفرهای مافوق صوت در حال انجام است. شرکت هوافضای Boom Supersonic در اواخر ژانویه، موفق شد با هواپیمای آزمایشی XB-1 خود برای اولین ‌بار با سرعتی بیشتر از صوت پرواز کند و این موفقیت را در همان پرواز سه ‌بار تکرار کند.  

هواپیمای X-59 قرار است با سرعت 925 مایل در ساعت (1,489 کیلومتر در ساعت) و در ارتفاع 55,000 فوت (16,764 متر) پرواز کند. با وجود این‌که ناسا تاکنون زمان دقیق اولین پرواز این هواپیما را اعلام نکرده است (که پیش‌تر برای سال گذشته برنامه‌ریزی شده بود)، همچنان آزمایش‌هایی اضافی باید انجام شود.  

این آزمایش‌ها شامل بررسی میزان تداخلات الکترومغناطیسی و نحوه عملکرد هواپیما در شرایط عادی و در هنگام نقص سیستم است. در نهایت، آزمایش‌های تاکسی یا حرکات زمینی نیز به‌عنوان بخشی از فرآیند آماده‌سازی برای عملیاتی شدن این هواپیما اجرا خواهند شد.  

پس از انجام اولین پرواز، ناسا قصد دارد در یک سری آزمایش‌های طولانی، بررسی کند که صدای «ضربه مافوق صوت» این هواپیما چگونه توسط مردم روی زمین دریافت می‌شود. این آزمایش‌ها تا سال 2027 ادامه خواهند داشت، هرچند جدول زمانی دقیق این برنامه بسته به زمان اولین پرواز هواپیما ممکن است تغییر کند.