ناسا جت مافوق صوت بی‌صدای خود را آزمایش کرد
ناسا به‌تازگی اولین آزمایش موتور هواپیمای تحقیقاتی X-59 را به پایان رسانده که فناوری کم‌صدا با طراحی چشمگیر و متمایزی دارد؛ هدف پروژه X-59 ارائه راه‌حلی برای کاهش صدای بلند انفجار مافوق صوت در هواپیماها می‌باشد که معمولا پروازهای مافوق صوت را با چالش مواجه کرده است.
همکاری ناسا با شرکت آمریکایی لاکهید مارتین (Lockheed Martin) در بازه‌ای بین اکتبر تا فوریه شامل آزمایش‌های موتور F414-GE-100 بود که با تغییرات خاصی در موتور روی X-59 نصب شد؛ این پروژه، یک نسخه اصلاح‌شده از موتور F414-GE-100 محسوب می‌شود که برای این هواپیما به‌کار رفته و هم نیروی محرکه هواپیما و هم سامانههای داخلی و کمکی آن را پشتیبانی می‌کند.
ریموند کستنر (Raymond Kastenr)، از مرکز تحقیقات گلن (Glenn Research Center) ناسا، در این مورد می‌گوید: «ما توانستیم براساس برنامه‌ریزی‌ها، آزمایش‌های زمینی موتور را با موفقیت انجام دهیم. جریان هوا همان‌طور که در شبیه‌سازی‌های تونل باد پیش‌بینی شده بود، کاملا 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 ماخ۱ (یعنی سرعت صوت) عبور می‌دهند، صدای بلندی تولید می‌شود که به‌اصطلاح «انفجار مافوق صوت» یا (Sonic Boom) نامیده می‌شود؛ این صدا به‌دلیل 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 برخی موارد باعث شکستن شیشه‌ها شود؛ همین موضوع در سال ۱۹۷۳ باعث شد سازمان هوانوردی فدرال آمریکا (FAA) پروازهای مافوق صوت هواپیماهای غیرنظامی در مناطق خشکی را ممنوع کند؛ در نتیجه این محدودیت، پروازهای تجاری مافوق صوت دیگر نتوانستند به محبوبیت گذشته خود بازگردند.
یکی از مثال‌های بارز این نوع پروازها، هواپیمای مافوق صوت کنکورد (Concorde) بود؛ این هواپیما با وجود طراحی پیشرفته و محبوبیت در میان مسافران، مصرف سوخت بالایی داشت و هزینه عملیاتی آن نیز بسیار بالا بود؛ همچنین، به‌دلیل سر و صدای زیاد، از بسیاری از شهرها شکایاتی دریافت می‌کرد که در نهایت آخرین پرواز خود را در سال ۲۰۰۳ انجام داد.
ویژگی‌های طراحی X-59
در آزمایش‌های اخیر، ناسا توانسته فیلم‌های جذابی از عملکرد هواپیمای X-59 ضبط کند؛ این آزمایش‌ها ابتدا شامل بررسی سامانههای هیدرولیکی، الکتریکی و کنترل محیطی هواپیما بود؛ سپس تیم مهندسی با استفاده از کنترل گاز موتور و آزمایش حالت پس‌سوز، عملکرد آن را به‌طور کامل آزمایش کرد. الگوهای زیبایی که در جریان خروجی موتور مشاهده شدند به «الماس‌های شوک» (Shock Diamonds) معروف هستند و ناشی از فشرده‌سازی و انبساط گازهای خروجی از موتور در سرعت‌های مافوق صوت به وجود می‌آیند.
هواپیمای X-59 در ژانویه۲۰۲۴ برای اولین بار در کالیفرنیا از آشیانه خارج شد که این رونمایی صحنه‌ای دیدنی را به نمایش گذاشت؛ هواپیمای باریک و زیبا با طول ۳۰ متر، ارتفاع ۴.۲۷ متر و پهنای بال ۹ متر.
طراحی ظریف و کشیده این هواپیما به‌طور خاص هدفمند است؛ زیرا این ساختار باریک تغییرات فشار بر روی زمین را به حداقل می‌رساند و صدای شدید انفجار مافوق صوت را به صدایی ملایم‌تر، معروف به «ضربه مافوق صوت» (Sonic Thump) تبدیل می‌کند؛ طبق اظهار یکی از مهندسان ناسا، صدای این هواپیما ممکن است مشابه با 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 را که از هواپیما به سطح زمین ارسال می‌شود، کاهش می‌دهد. در این میان، تلاش‌هایی از سوی بخش خصوصی نیز برای زنده‌کردن سفرهای مافوق صوت در حال انجام است. شرکت هوافضای بوم سوپرسونیک (Boom Supersonic) در اواخر ژانویه، موفق شد با هواپیمای آزمایشی XB-1 خود برای اولین‌بار با سرعتی بیشتر از صوت پرواز کند و این موفقیت را در همان پرواز سه بار تکرار کند.
برنامه‌ریزی شده تا هواپیمای X-59 با سرعت ۱.۴۸۹ کیلومتر در ساعت و در ارتفاع ۱۶.۷۶۴ متری 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، اما همچنان آزمایش‌های اضافی باید انجام شود.
این آزمایش‌ها شامل بررسی میزان تداخلات الکترومغناطیسی و نحوه عملکرد هواپیما در شرایط عادی و در هنگام نقص سامانه می‌شود؛ 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 ۲۰۲۷ ادامه خواهند داشت، هرچند جدول زمانی دقیق این برنامه می‌تواند بسته به زمان اولین پرواز هواپیما تغییر کند.