Силният, подобен на експлозия взрив, причинен от самолет, който лети със скорост, по-висока от тази на звука, може да бъде стряскащ и дори да счупи прозорци. Именно той е една от основните причини, поради които днес не летят свръхзвукови пътнически самолети, и един от ограничаващите фактори за успеха на „Конкорд", който за последен път летя през 2003 г.

Свръхзвуковият лайнер беше ограничен до дозвукови скорости, когато летеше над сушата или в близост до бреговата линия, а настоящите международни разпоредби все още ограничават скоростта на търговския транспорт над сушата до под Мах 1 (мерна единица, кръстена на австрийския физик и философ Ернст Мах, която отразява отношението на скоростта на дадено тяло към скоростта на звука в средата, в която то се движи), или скоростта на звука, за да се избегне звуковите смущения над населените места.

Сега обаче НАСА работи за промяна на ситуацията, като трансформира звуковия взрив в "удар", проправяйки пътя за ново поколение по-тихи свръхзвукови самолети. Агенцията прави това чрез програма, наречена Quesst, която е резултат от десетилетия изследвания и е съсредоточена около нов самолет, наречен X-59, който агенцията представи в петък.

Безшумен самолет без прозорци, с който Ню Йорк е на 3 часа от ЛондонСамолет, достигащ скорост от 1 100 км/ч, ще изминава разстоянието от Ню Йорк до Лондон за около три часа и половина


Далечна гръмотевица

Х-59 е последният от поредицата експериментални самолети, сред които са Х-1, който през 1947 г. става първият пилотиран самолет, надхвърлил скоростта на звука, и Х-15, който все още държи рекорда за най-бърз пилотиран полет, поставен през 1967 г. с Мах 6,7.

Новият летателен апарат е проектиран и построен от Lockheed Martin Skunk Works в Палмдейл, Калифорния, по договор на НАСА на стойност 247,5 млн. долара. След приключване на заводското разгръщане, сега X-59 ще бъде подложен на тестове на интегрираните системи, работата на двигателите и управлението в подготовка за първия полет. Той трябва да излети за първи път по-късно тази година.

"Само за няколко кратки години преминахме от амбициозна концепция към реалност. Х-59 на НАСА ще помогне да се промени начинът, по който пътуваме", казва заместник-администраторът на НАСА Пам Мелрой, цитиран от CNBC.

"Той ще бъде значително по-тих от „Конкорд" или който и да е друг свръхзвуков самолет, съществувал досега", посочва Крейг Никол, старши съветник в централата на НАСА, пред CNN през 2022 г. "Той е изключително дълъг и тънък – почти 30,5 метра, но има размах на крилата едва около 9 метра. Носът е отличителна черта на този самолет: той е около една трета от цялата дължина".

Въпросната форма играе ключова роля за това, че самолетът е много по-тих, когато се движи със свръхзвукова скорост.

САЩ изпробваха успешно оръжие, летящо пет пъти по-бързо от звукаМинистерството на отбраната на САЩ определи хиперзвуковите оръжия и технологиите за противодействане на тях за най-важните технически приоритети за сигурността на странаjd


Но как се получава звуковият взрив?

Когато самолетът се движи с дозвукова скорост, звуковите вълни, които обикновено създава, могат да се разпространяват във всички посоки. При свръхзвукова скорост обаче самолетът оставя своя звук зад себе си, а звуковите вълни се компресират и обединяват в една ударна вълна, която започва от носа и завършва в опашката. Когато тази силно сгъстена ударна вълна срещне човешкото ухо, тя предизвиква силно бумтене.

Формата на X-59 е проектирана така, че да предотвратява сливането на ударните вълни. Вместо това те се разпространяват с помощта на стратегически разположени аеродинамични повърхности. Освен това двигателят е разположен в горната, а не в долната част на самолета, за да се постигне профил, който не позволява на ударните вълни да достигнат земята. В резултат на това НАСА смята, че Х-59 ще издава само 75 децибела звук при движение със свръхзвукова скорост, в сравнение със 105 децибела на „Конкорд".

"Това означава, че този самолет може да звучи като далечна гръмотевица на хоризонта или като някой, който затваря вратата на колата зад ъгъла", казва Никол. "Може дори да се окаже, че хората изобщо няма да чуят нищо, или ако го чуят, със сигурност няма да се уплашат, защото той ще бъде нисък и разпръснат, и изобщо не толкова силен."

Хиперзвукова технология на Пхенян заплашва мира на Корейския полуостровНов ракетен тест на Севера изправи на нокти южнокорейското военно командване


Промяна в нормативната уредба

Очакванията са, че X-59 ще лети със скорост 1,4 пъти по-висока от скоростта на звука, или 1500 км/ч. Преди това екипът ще извърши няколко летателни теста в Lockheed Martin Skunk Works, преди да прехвърли самолета в Изследователския център за полети „Армстронг" на НАСА в Едуардс, Калифорния, който ще служи за негова база.

Ключовата част от програмата ще започне по-късно през 2024 г., когато ще бъдат извършени серия от тестови полети над половин дузина жилищни райони в САЩ, подбрани така, че да предлагат разнообразна комбинация от географски и атмосферни условия:

"Това ще бъде забавната част от проекта, защото ще се ангажираме с обществеността и ще създадем малко гражданска наука", казва Никол.

Планът напомня за експеримент, проведен от Федералната авиационна администрация (FAA) през 1964 г., когато свръхзвукови изтребители прелитат многократно над Оклахома Сити, за да се провери въздействието на звуковия бум върху обществеността. Този тест не преминава добре, след като 20% от хората възразяват срещу звуковите взривове, а 4% са подават жалби и искове за нанесени щети.

Нови технологии на НАСА променят въздушния транспорт до 2030Те трябва да се превърнат в основата на следващото поколение устойчиви полети


"Разбира се, не искаме това да се повтори, затова първо ще тестваме този самолет на ограничен полигон, за да измерим всички възможни отклонения", казва Никол. "Едва когато сме доволни от представянето, ще излезем навън, като все още внимателно ще контролираме нивото на звуковите взривове."

След като Х-59 прелети над избраните райони, НАСА ще се свърже с общностите, за да оцени реакцията им. Целта е да се потвърди теорията, че звуков бум от 75 децибела ще бъде приемлив. Събраните по този начин данни след това ще бъдат представени на Федералната авиационна администрация на САЩ и на международните регулаторни органи с цел промяна на съществуващите регулации.

Ново поколение

От НАСА смятат, че промяната в нормативната уредба ще отвори небето за ново поколение свръхзвукови самолети, на които ще бъде позволено да летят по неразрешени към момента маршрути и ще съкрати времето за полет приблизително наполовина.

Не е ясно обаче как ще изглеждат тези самолети и кой ще ги построи, тъй като X-59 не е прототип, а само технологичен демонстратор.

Отвъд бойното поле: Дроновете поглеждат към Космоса Автономните превозни средства по земя и въздух имат все по-голямо приложение в космическите мисии


"Всеки бъдещ дизайн на търговски самолет за свръхзвуков полет със сигурност ще се различава от този, въпреки че някои от елементите на дизайна биха могли да се пренесат директно", казва Никол, посочвайки удължения нос, някои от системите за управление на полета и уникалната система за външно виждане на X-59, която осигурява на пилота дисплеи с висока разделителна способност, показващи какво има пред него при липсата на истински преден прозорец заради обтекаемия нос на самолета.

В момента няколко компании разработват свръхзвукови пътнически самолети и планират да ги пуснат в експлоатация в рамките на десетилетие или по-малко, включително Hermeus, Boom и Spike. Съмнително е обаче, че някоя от тях ще може да се възползва от резултатите от програмата Quesst, които вероятно ще послужат за основа на следващото поколение свръхзвукови самолети.

Никол смята, че такива самолети, с възможност да летят навсякъде, ще демократизират свръхзвуковите пътувания, отбелязвайки рязка разлика с луксозния статут на „Конкорд“:

"Ако погледнете 100 години назад, много от напредналите технологии за мобилност, включително железниците и самолетите, са започнали като премиум преживяване, но с напредването си и намаляването на разходите са станали достъпни за широката общественост. Една от дългосрочните цели е да направим тази форма на високоскоростно пътуване достъпна и наистина няма причина това да не се случи."