8 Minutės
Lockheed Martin Skunk Works ir NASA pažymėjo reikšmingą aviacijos etapą, kai X-59 mažo „boom" supersoninis demonstratorius atliko pirmąjį skrydį virš Kalifornijos Mojave regiono. Šis subsoninis bandymo skrydis sudaro pagrindą vėlesniems transsoniniams ir supersoniniams bandymams, kurių tikslas – suvaldyti soninį sprogimą ir žymiai sumažinti triukšmą.
Kruopščiai suplanuotas pirmasis skrydis
Prototipas pakilo iš Lockheed Martin Palmdale gamyklos ryte, spalio 28 d., kylant iki maždaug 12 000 pėdų (apie 3 660 metrų) ir skraidė 1 valandą 7 minutes prieš nusileisdamas Edwards oro pajėgų bazėje. Pilotui Nils Larson reikėjo atlikti valdymo patikrinimus ir oro duomenų verifikaciją esant iki 250 mazgų greičiui (apie 463 km/h), o orlaivis, Lockheed Martino teigimu, elgėsi tiksliai taip, kaip numatė inžinieriai.
Skunk Works vadovybė šią datą apibūdino kaip ilgalaikės ir nuoseklios bendradarbiavimo pastangos rezultatą. Laikinosios NASA vadovybės atstovai pabrėžė, kad X-59 yra daugiau nei eksperimentinis reaktyvinis lėktuvas: tai bandymų platforma technologijoms, galinčioms pertvarkyti komercinę aviaciją, leidžiant keliauti supersoniniu greičiu su kur kas mažesniu triukšmu ir didesniu visuomenės priimtinumu.
Kaip X-59 suprojektuotas, kad būtų „tylus"
Skirtingai nuo tradicinių supersoninių konstrukcijų, X-59 turi labai ilgas, adatą primenančias nosies konstrukcijas, aerodinamiškai išlygintą fuzeliažą, formuojamą taip, kad sulėtintų staigių smūginių bangų susidarymą, ir variklio išdėstymą virš korpuso. Šios savybės kartu perskirsto slėgio bangas, susidarančias esant supersoniniam greičiui, todėl vietoje aštraus, žemę drebinančio soninio sprogimo stebėtojai žemėje girdėtų gerokai švelnesnį garsą, dažnai apibūdinamą kaip „kūptelėjimas" arba „minkšta korekcija".
Techniniu požiūriu tikslas nėra visiškai pašalinti smūgines bangas, o kontroliuoti jų modelį, amplitudę ir tarpusavio interferenciją taip, kad akustinis pėdsakas būtų platesnis, silpnesnis ir mažiau pastebimas žemėje. X-59 ilgis yra maždaug 30,4 metro (99,7 pėdos), o sparnų ilgis – netoli 9 metrų (29,5 pėdos). Vėlesniuose bandymuose orlaivis turėtų pasiekti greitį arčiau Mach 1,4; tuo metu inžinieriai užfiksuos akustinius parametrus ir toliau tobulins konstrukcijos sprendimus pagal rezultatus.
Konkrečios konstrukcinės priemonės, prisidedančios prie mažesnio akustinio pėdsako, apima ilgos nosies geometriją, kuri skiria priekinę šoko bangos dalį ir sukelia jos palaipsniui kintantį profilį; fuzeliažo ir sparnų sąveikos optimizavimą, kad sumažėtų bangų susiliejimo taškai; ir variklio intakto bei išmetimo linijų pozicionavimą taip, kad oro srautas aplink korpusą sumažintų triukšmo generavimą. Kita svarbi dalis – tikslūs skrydžių trajektorijų profiliai ir altitudės valdymas, kas leidžia inžinieriams diriguoti akustinius efektus virš konkrečių teritorijų.
Akustiniai matavimai vyks keliais etapais: naudojant stacionarias mikrofonų tinklines stotis, mobilias akustines priemones, lėktuvoje montuojamus jutiklius ir simuliacijas, kad būtų galima susieti matavimus su skrydžio parametrų duomenimis (greičiu, altitudė, kampas ir t. t.). Tokie išsamūs duomenys leis sukurti tikslų „triukšmo žemėlapį" (acoustic footprint) ir įvertinti, ar smulkūs „kūptelėjimai" yra priimtini gyventojams ir reguliavimo institucijoms.
Kodėl tai svarbu: nuo politikos iki keleivių
Supersoniniai skrydžiai virš JAV žemės buvo faktiškai uždrausti komerciniams orlaiviams nuo 1973 m., nes soniniai sprogimai sukeldavo priimtino lygio triukšmą žemės paviršiuje. Tačiau šis reguliacinis požiūris pastaraisiais metais peržiūrimas: prezidento įsakymas, išleistas birželį, kvietė peržiūrėti ir palengvinti tam tikras draudimo nuostatas, atveriant kelią testavimui ir galimoms ateities keleivių operacijoms, jei triukšmo lygis bus mažas ir bendruomenės priims viršskrydžius.
Avialinijoms ir orlaivių gamintojams žemas „boom" sprendimas atvertų trumpesnes maršrutines galimybes ir greitesnį persikėlimą tarp žemynų, sumažintų kelionės laiką ir galėtų pakeisti tarptautinės aviacijos modelius. Tai reiškia naujas maršrutines strategijas, perskirstytus persėdimų mazgus ir galbūt kitokį verslo modelį ilgų reisų segmente. Tuo pačiu metu bendruomenėms svarbiausia – prognozuojamas, žemas intensyvumas garsas, kuris nekeltų trikdžių kasdieniam gyvenimui ar nekeltų papildomo streso ar nuostolių turtui.
NASA planuoja vykdyti X-59 bendruomenių viršskrydžių bandymus (community-overflight trials), kad surinktų tiek objektyvius akustinius duomenis, tiek subjektyvius vietos gyventojų atsiliepimus. Tokia kombinacija leidžia reguliuotojams priimti sprendimus remiantis techniniais įrodymais ir visuomenės požiūriu: ar leisti įprastinius supersoninius reisus virš žemės, kokios ribos būtų priimtinos, ir kokios saugos bei informavimo priemonės turėtų būti taikomos.
Be triukšmo klausimo, yra ir kitų svarbių aspektų: degalų sąnaudos, emisijos, šiltnamio efektą sukeliančių dujų mažinimo strategijos, ekonominė tinkamumo analizė ir aerodromų infrastruktūros paruošimas. Supersoninė komercinė aviacija turės įrodyti ne tik akustinį pagrįstumą, bet ir aplinkos bei ekonominį tvarumą, kad plačiau integruotųsi į esamą aviacijos ekosistemą.
Pramonės dinamika ir konkuruojantys sprendimai
X-59 nėra vienintelis projektas, siekiantis tylesnės supersoninės kelionės. Boom Supersonic išbandė savo XB-1 mažesnės skalės demonstratorių ir siekia, kad 2027 m. įvyktų pirmasis pilnos skalės Overture reisas. Overture koncepcija orientuojasi į kruizinį aukštį ir maršrutus, kuriuose soninės bangos žemėje būtų mažiau pastebimos dėl didesnio aukščio ir optimizuotų trajektorijų.
Spike Aerospace kurią S-512 Diplomat – žemo „boom" verslo klasės reaktyvinį lėktuvą, skirtą prabangos rinkai, kur reikšmė teikiama komfortui ir ribotam keleivių skaičiui. Tuo tarpu tokie startuoliai kaip Aerion ir Exosonic anksčiau taip pat siekė supersoninių sprendimų, tačiau dėl finansavimo trūkumo ir kitų veiksnių nutraukė veiklą. Šie atvejai primena, kad technologiniai sprendimai turi būti lydimi tvarių verslo modelių bei pritraukti ilgalaikį investuotojų pasitikėjimą.
Konkuruojančios strategijos skiriasi priklausomai nuo prioritetų: kai kurių įmonių tikslas – pasiekti kiek įmanoma didesnį greitį ir sumažinti poveikį žemėje per didesnį aukštį; kitų prioritetas – aerodinaminis „tylėjimas" per kūrybines formos modifikacijas ir variklio išdėstymą. X-59 vaidmuo yra labiau mokslinis ir reguliacinis: pateikti patikimus, nepriklausomus duomenis, kuriuos gali naudoti politikos formuotojai ir reguliavimo institucijos nustatant naujas taisykles supersoniniams skrydžiams virš sausumos.
Bendros pastangos rodo atgimstantį komercinį ir technologinį susidomėjimą greitosios aviacijos perspektyvomis, tačiau taip pat kelia poreikį integruoti aplinkosaugos, triukšmo valdymo ir bendruomenių įtraukimo priemones. Nė vienas sprendimas nebus universaliai tinkamas: bus reikalingi atvejui pritaikyti reguliavimo ribos, testavimo protokolai ir akustinių standartų rinkiniai, užtikrinantys visuomenės priimtinumą ir aviakompanijų ekonomiką.
Visos šios iniciatyvos kartu signalizuoja atnaujintą komercinį bei technologinį impulsą suderinti didelio greičio skrydžius su aplinkos ir bendruomenių apribojimais. X-59 vaidmuo išlieka ryškiai mokslinis ir reguliacinis: sukurti patikimus duomenis, galinčius formuoti oro transporto politiką ir pramonės praktiką, įskaitant triukšmo standarto nustatymą, stebėsenos metodikas ir viešosios informacijos sklaidą.
Kiti žingsniai X-59 bandymų programoje
Skunk Works tęs pradinę bandymų kampaniją, išplėsdamas X-59 skrydžių rėžimą, kad įtrauktų transsoninius ir supersoninius režimus. Tokiu būdu inžinieriai palaipsniui padidins skrydžio greitį ir įvertins orlaivio elgseną skirtinguose režimuose, kartu stebėdami struktūrinę apkrovą, valdymo charakteristikas ir akustinius parametrus.
Po rangovo vadovaujamos fazės NASA perims vadovavimą akustiniams matavimams ir bendruomenių įtraukimui skirtoms kampanijoms. NASA planai apima: mikrofonų tinklų diegimą per skrydžių koridorius, detalius garso analizės protokolus, skirtingų meteorologinių sąlygų įvertinimą ir viešosios apklausos metodikas, kurios registruos subjektyvias vietos gyventojų reakcijas.
Šių veiksmų rezultatai nulems, ar silpni X-59 skleidžiami „kūptelėjimai" (low-boom signatures) gali sudaryti pagrindą naujai greitesnės, tačiau viešojo gyvenimo nepertraukiantčiai komercinei aviacijai. Jei akustiniai parametrai bus palankūs ir bendruomenės priims viršskrydžius, reguliuotojai galėtų pradėti formuoti taisykles, kurios leistų ribotą arba reguliuojamą supersoninių reisų plėtrą virš sausumos.
Tolimesni darbai taip pat apima tarptautinį reguliacinį dialogą: tarptautinės organizacijos ir valstybių oro transporto institucijos turės sutaikyti standartus, kad nauji supersoniniai maršrutai būtų suderinami tarptautiniu mastu. Be to, pramonės partneriams teks spręsti infrastruktūrinius klausimus, pavyzdžiui, ar oro uostai turi priimti tokio tipo lėktuvus, kokios papildomos saugos procedūros reikalingos ir kaip užtikrinti ekoinovacijas degalų bei emisijų srityse.
Galiausiai, nors X-59 darbo pasekmės daugiausia bus mokslinės ir reguliacinės, ilgalaikėje perspektyvoje jos gali atverti kelią naujai aviacijos eroje, kur keleiviai galės pasiekti tolimesnius tikslus greičiau, o bendruomenės – gyventi be reikšmingų triukšmo trikdžių. Tai reikalauja kruopštaus balanso tarp technologinės pažangos, visuomenės lūkesčių ir politikos reglamentavimo.
Šaltinis: sciencealert
Palikite komentarą