NASA-l on ülehelikiirusega lennukite arendamisel palju kogemusi. Tegelikult oli NASA alguse saanud ülehelikiirusega veesõidukite katsetamine, kui seda veel tunti lennunduse riikliku nõuandekomitee (NACA) nime all. Alustades Bell X-1-st, jätkatakse X-lennukite ja teiste katseliste lennukite kasutamise traditsiooni ning see on arenenud hüpersoonilisteks skramjetideks ja spatseplanideks (nagu X-37).
Ja nüüd soovib NASA esimest korda aastakümnete jooksul välja töötada uus ülehelikiirusega lennuk. Kuid kui varasemad lennukid töötati välja kiirusrekordite murdmiseks, on selle viimase X-lennuki eesmärk luua vaikne ülehelikiirkond (QueSST). NASA loodab, et see veesõiduk annab olulist teavet, mis võimaldaks arendada üle maa helikõrguse lennureise.
Selleks sõlmis NASA 2. aprillil 247,5 miljoni dollari suuruse lepingu Lockheed Martin Aeronautics Companyga, et ehitada X-lennuk üles ja toimetada see agentuuri Armstrongi lennuuuringute keskusesse Californias 2021. aasta lõpuks. Nagu Jaiwon Shin, NASA kaastöötaja administraator lennunduses, osutati NASA hiljutises pressiteates, see projekt on nagu NASA teadusuuringute vanade aegade läbivaatamine.
"See on ülipõnev, kui tahame sel skaalal X-lennukeid kavandada ja lennata," ütles ta. "Jätkub meie pikk traditsioon lahendada ülehelikiirusega lendude tehnilised tõkked kõigile kasuks."
Varem olid ülehelikiirusega kommertslennud saadaval inimestele, kes vähemalt said neid endale lubada. Nende hulka kuulusid Briti-Prantsuse Concorde (mis töötas kuni 2003. aastani) ja venelane Tupolev Tu-144 (läks pensionile 1983. aastal). Need veesõidukid ei olnud aga võimelised ülehelikiirusel lendama üle maa, kuna helitõkke purunemine tekitaks helisignaali - mis on eriti vali ja potentsiaalselt kahjulik.
Seetõttu keelavad kehtivad föderaalse lennuameti (FAA) reeglid ülehelikiiruse lennud maismaal. Selle viimase lennumasina, mida tuntakse madala buumi lennudemonstraatorina, eesmärk on korraldada ülehelikiirusel lendavaid lende, mis loovad helisid, mis on nii vaiksed, et need oleksid kohapeal viibivatele inimestele praktiliselt märkamatud. Võti on see, kuidas X-tasapinna ainulaadse kujuga kere tekitab ülehelikiiruselisi lööklaineid.
Tavapäraste lennunduskonstruktsioonide korral löögilained ühinevad, kui nad laienevad lennuki ninast ja sabast, mille tulemuseks on kaks eristuvat helisignaali. Seevastu X-lennuki kerekujundus saadab lööklaineid lennukist eemale viisil, mis välistab nende kokkusobimise. Selle asemel saadetakse maapinnale palju nõrgemaid lööklaineid, mida kuuleks kui pehmete pöidlate sarja.
Alates 1960. aastatest on NASA katsetanud ideed, kasutades selliseid sõidukeid nagu hävituslennuk F-5E Tiger II. Sellel lennukil, mis lendas NASA Shaped Sonic Boom demonstreerimisprogrammi raames aastatel 2003–2004 katselendudena, oli ainulaadse kujuga nina ja see näitas, et buumi vähendamise teooria oli mõistlik. Uuemad lennutestid, tuuletunneli testid ja täiustatud arvutisimulatsiooni tööriistad on samuti näidanud, et see tehnoloogia töötab.
Nagu ütles NASA ärilise ülehelikiirustehnoloogia projektijuht Peter Coen:
"Selle olulise verstapostini oleme jõudnud ainult tänu tööle, mida NASA on viinud koos paljude partneritega teistest valitsusasutustest, kosmosetööstusest ja tulevikku suunatud akadeemilistest asutustest kõikjal."
X-tasapinna konfiguratsioon põhineb QueSST-i kujundusel, mille Lockheed Martin töötas välja 2016. aastal koostöös NASA-ga ja mis lõpetas katsetamise tuuletunnelis NASA Glenni uurimiskeskuses 2017. aastal. Kavandatava lennuki pikkus on 28,65 meetrit (94 jalga), selle tiibade siruulatus on umbes 9 meetrit (29,5 jalga) ja stardimass on 14 650 kg (32 300 naela).
Ettevõtte disainilahenduse põhjal saab X-tasapinda üksainus General Electric F414 mootor, sama, mida kasutavad hävitajad F / A-18E / F. Seda lendab üks piloot ja selle tippkiirus on 1,5 Machi (1590 km; 990 mph) ja kiirus 1,42 Machit (1513 km; 940 mph) püsikiiruse tõusukõrgusel 16764 meetrit (55 000 jalga).
Nagu Shin märkis, on X-plaani väljatöötamine ühised jõupingutused, mis hõlmavad kõiki NASA lennunduse uurimiskeskusi:
„NASA-s on nii palju inimesi, kes on teinud kõik endast oleneva, et meid selleni jõuda. Tänu nende senisele ja eesseisvale tööle saame selle X-tasapinna abil genereerida teaduslikult kogutud kogukonna reageerimisandmeid, mis on kriitilised kehtivate eeskirjade muutmisel lennunduse muundamiseks! ”
Programm jaguneb kolmeks etapiks, mis esialgu on kavandatud kestma 2019 kuni 2025. Esimene etapp, mis kestab 2019 kuni 2021, koosneb ehituse ettevalmistamisel kriitilisest projekti läbivaatamisest. Kui see õnnestub, alustatakse ehitust Lockheed Martini Skunk Work'i rajatises Palmdale'is, millele järgneb katselendude seeria ja mis lõppeb veesõiduki üleandmisega NASA-le.
Teine etapp, mis peaks algama 2022. aastal, koosneb NASA lendavast X-lennukist ülehelikiiruse katsealas Californias Lõuna-Californias asuvas Edwardsi õhujõudude baasis, et näha, kas see on riikliku õhuruumi süsteemis toimimiseks ohutu. Kolmas etapp, mis kestab 2023 - 2025, koosneb esimestest kogukonna reageerimistestide lendudest (mis on korraldatud Armstrongi õhujõudude baasist), millele järgnevad järgmised testlennud nelja kuni kuue USA linna kohal.
Nendest kogukonna reageerimistestidest kogutud andmed edastatakse seejärel FAA-le ja Rahvusvahelisele Tsiviillennunduse Organisatsioonile (ICAO) - mille eesmärk on praegu edastada 2025. aastal -, et nad saaksid tajutavatel helitasemetel põhinevad uued eeskirjad vastu võtta. Kui madala poomiga lennu demonstreerija osutub tõhusaks, võivad lõpuks osutuda teostatavaks ülehelikiirusel toimuvad kommertslennud üle maa.
Ja vaadake kindlasti seda videot X-lennuki arengust, NASA nõusolekul:
