X-59 je ojedinělý testovací letoun, který má dosáhnout tichého nadzvukového letu a změnit budoucnost komerční letecké dopravy.
Nadzvuková letecká doprava slibuje přepravu cestujících a nákladu až dvakrát rychleji než dnešní lety. Jednou z největších překážek je zvukový třesk podobný hromu, který byl důsledkem přemístění vzduchu při vysokém tlaku kolem letadla, které se pohybuje rychleji než rychlost zvuku.
Kvůli tomuto narušení hluku v roce 1973 zakázal americký Federální úřad pro letectví (FAA) civilní letadla létat rychleji než 1 Mach, což je rychlost zvuku.
Současné testy
Lockheed Martin a NASA přijali veškerá opatření v rámci rychlého, systematického a disciplinovaného přístupu, aby zajistily bezpečnost a úspěch mise.
Dříve byl X-59 poháněn externě – elektricky, hydraulicky a pneumaticky. Během současných testů probíhá ověřování výkonu vstupních otvorů a trysek. Konstrukčního a systémového rozhraní letadla, motoru a algoritmů řízení motoru.
Provoz motoru
Provoz motoru je poslední kritickou kontrolou systému před prvním letem, která ověřuje správnou funkčnost X-59 jako integrovaného systému fungujícího na vlastní pohon. Zkoušky zajišťují, že motor lze ovládat prostřednictvím systému řízení letounu a počítače motoru. Testy ověřují také řízení palivového systému, vzájemné působení vibrací, teplot a další.
Po těchto zkouškách motoru bude X-59 vyhodnocen z hlediska vlivu elektromagnetického rušení, simulovaných režimů poruchy za letu a ověření systému nouzového napájení. Jakmile budou tyto zkoušky dokončené, letoun projde nízkorychlostními a vysokorychlostními pojížděcími zkouškami v rámci přípravy na první let.
Společnost Lockheed Martin Skunk Works® ve spolupráci s NASA Aeronautics zahájila testování motorů letounu X-59, což představuje poslední hlavní kontrolu systému letounu před pojížděcími testy a prvním letem. Testy také znamenají, že letoun X-59 byl poprvé poháněn plně interním motorem.
X-59 bude létat koncem tohoto roku, což potenciálně změní budoucnost letectví
Nadzvuková letecká doprava je příslibem rychlejšího cestování po světě, ale má velkou a hlasitou nevýhodu: Zvukový třesk. Nadzvuková letadla nesmějí létat nad pevninou, protože jejich zvuk je hlučný a rušivý. NASA již desítky let pracuje na návrhu letadla, které by se tomuto jevu vyhnulo a přitom stále letělo neuvěřitelnou rychlostí. Výsledkem je X-59.
NASA doufá, že zákaz komerčních nadzvukových letů nad pevninou může být zrušen nahrazením hlasitého zvukového třesku jemnějším zvukovým „bušením“. Sonický třesk nastane, když se rázové vlny z předmětu, který se pohybuje vzduchem rychleji, než je rychlost zvuku, spojí, než se dostanou k zemi. Sonické třesky generují obrovské množství zvukové energie, asi 110 decibelů, jako zvuk exploze nebo bouřky.
Očekává se, že experimentální letoun, vyvinutý ve spolupráci s Lockheed Martin, dosáhne 1,4násobku rychlosti zvuku ve vzduchu, neboli asi 1490 kilometrů (925 mil) za hodinu – a to při zachování velmi tichého provozu. Byl odhalen minulý pátek a bude testován ve skutečném letu koncem tohoto roku.
Co je to Sonic Boom a jak se vytváří?
Sonický třesk je zvuk podobný hromu, který vydává objekt pohybující se vzduchem (v tomto případě) rychleji než rychlost zvuku. Je to velké uvolnění zvukové energie az tohoto důvodu je hlasité.
Nejsou to jen speciální letadla, která mohou jednoho rozbít. Charakteristický práskání biče je příkladem zvukového třesku. Jen malý, protože špička biče nemá stejný moment jako proud.
Jakýkoli objekt pohybující se tekutinou by vytvořil tlakové vlny před sebou a za sebou. Vlny se šíří rychlostí zvuku. Jak se rychlost letadla zvyšuje, tyto vlny se stlačují dohromady, a když letadlo dosáhne rychlosti zvuku, spojí se do jediné rázové vlny. Výložník!
Jak se letadlo pohybuje rychleji, než je rychlost zvuku, neustále vytváří zvukové třesky, které uvolňují tyto tlakové vlny. Ale jak si dokážete představit, mohlo by to být dost hlasité a otravné, kdybyste žili pod dráhou nadzvukového letadla.
Jak se X-59 vyhýbá zvukovému třesku?
Vyhnout se sonickému třesku je věcí prolomení těchto tlakových vln. Něco, co se snadněji řekne, než udělá. K tomu je X-59 navržen. Letadlo má délku 30,3 metru (99,7 stop), ale jedna třetina z toho je pro jeho tenký zúžený nos. To je jeho tajemství. Nos je navržen tak, aby prolomil tlakové vlny a vytvořil vozidlo, které může létat rychleji než zvuk bez hlasitých třesků.
Toto experimentální letadlo není plánem pro budoucí osobní nadzvuková vozidla, ale takový design bude informovat nadzvukové letadlo budoucnosti, jako letadlo poháněné raketovým motorem Bell X-1 pro vývoj Concordu.
Prostřednictvím jedinečného designu letadla X-59 Quiet SuperSonic Technology (QueSST) se NASA snaží snížit akustický třesk, aby byl mnohem tišší.
Inženýři s agenturním projektem Commercial Supersonic Technology (CST) nedávno použili malý model X-59 v nadzvukovém větrném tunelu NASA Glenn o rozměrech 8 x 6 stop, aby vizualizovali technologii agentury snižující rozmach a ověřili její schopnosti předpovídat rozmach.
„Toto je příležitost týmu získat data při nízkých hladinách hluku produkovaných v tunelu,“ řekl Clayton Meyers, zástupce projektového manažera projektu CST. „Vše závisí na naší schopnosti měřit ránu.“
Foto: David Meade výzkumné centrum NASA Langley Research Center NASA
Malý model X-59 byl testován v nadzvukovém větrném tunelu NASA Glenn o rozměrech 8 x 6 stop. Model byl invertován s polem snímačů rázových vln namontovaným na stropě tunelu během testování.
Model – měřící asi stopu a půl na délku – byl podroben týdnům testování v tunelu a produkoval rázové vlny, které byly zachyceny speciálními kamerami namontovanými vně testovací sekce a unikátním polem senzorů uvnitř. Unikátní snímky schlieren z kamer poskytují inženýrům vizualizaci rázových vln a jejich polohy při průchodu vzduchu kolem modelu. Senzor poskytuje podrobné měření síly otřesů. Výsledky testů jsou povzbudivé, protože rázové vlny produkované modelem odpovídaly, jak polohou, tak silou, těm z dřívějších počítačových modelů pro tišší nadzvukový let.
Snímky Schlieren a měření tlaku jsou zásadní pro schopnost NASA porovnávat data z aerodynamického tunelu s počítačovým modelováním. Tyto schopnosti zlepšují schopnost týmu porozumět a předvídat skutečné zvukové údery během budoucích letů X-59. NASA také vyvinula s chlieren zobrazovací schopnosti pro let, které budou také použity během nadcházejících letových testů.
„S X-59 chceme demonstrovat, že dokážeme zredukovat nepříjemné zvukové třesky na něco mnohem tiššího, označovaného jako ‚zvukové rány‘,“ řekl John Wolter, vedoucí výzkumník testu X-59 v aerodynamickém tunelu. „Cílem je poskytnout regulačním orgánům údaje o hluku a reakci komunity, což by mohlo vést k novým pravidlům pro pozemní nadzvukové lety. Test prokázal, že nemáme jen tišší konstrukci letadla, ale že máme také přesné nástroje potřebné k předpovědi hluku budoucích letadel.“
Model poputuje v březnu do Tokia na další ověřovací testy v aerodynamickém tunelu s Japan Aerospace Exploration Agency a Boeing.
NASA a Lockheed Martin v současné době dokončují stavbu X-59 v zařízení Skunkworks v Kalifornii. Na konci roku 2022 zahájí NASA a Lockheed Martin první letové testy, aby prokázaly letovou způsobilost. Po letových testech pak NASA ověří, že tichá nadzvuková technologie letadla funguje za letu tak, jak byla navržena, před přechodem do fáze komunitního přeletu.
Foto: X-59 Quiet SuperSonic Technology/Lockheed Martin
NASA a Lockheed Martin představily tiché nadzvukové letadlo X-59. Pomocí tohoto jedinečného experimentálního letadla chce NASA shromáždit data, která by mohla způsobit revoluci v letecké dopravě a připravit cestu pro novou generaci komerčních letadel, která mohou cestovat rychleji, než je rychlost zvuku.
„Je to velký úspěch, který byl možný pouze díky tvrdé práci a vynalézavosti NASA a celého týmu X-59,“ řekla zástupkyně administrátora NASA Pam Melroy. „Během několika málo let jsme přešli od ambiciózního konceptu k realitě. NASA X-59 pomůže změnit způsob, jakým cestujeme, a sblíží nás za mnohem kratší dobu.“
Melroy a další vysocí úředníci odhalili letadlo během ceremonie pořádané hlavním dodavatelem Lockheed Martin Skunk Works ve svém zařízení v Palmdale v Kalifornii.
X-59 je v centru mise NASA Quesst, která se zaměřuje na poskytování dat, která mají pomoci regulačním orgánům přehodnotit pravidla zakazující komerční nadzvukové lety nad pevninou. Už 50 let zakazují USA a další státy takové lety kvůli rušení způsobenému hlasitými, překvapivými sonickými třesky v komunitách pod nimi. Očekává se, že X-59 bude létat rychlostí 1,4krát vyšší než rychlost zvuku, neboli 925 mph. Jeho konstrukce, tvarování a technologie umožní letadlu dosáhnout těchto rychlostí a zároveň generovat tišší zvukové rány.
„Je vzrušující zvážit úroveň ambicí Quesstu a jeho potenciální výhody,“ řekl Bob Pearce, přidružený administrátor pro letecký výzkum v ústředí NASA ve Washingtonu. „NASA bude sdílet data a technologie, které vytvoříme z této jedinečné mise, s regulačními orgány a průmyslem. Předvedením možnosti tichého komerčního nadzvukového cestování po zemi se snažíme otevřít nové komerční trhy pro americké společnosti a přinášet výhody cestujícím po celém světě.“
Po dokončení zavádění se tým Quesst přesune k dalším krokům v rámci přípravy na první let: testování integrovaných systémů, běhu motoru a testování taxi pro X-59.
Letoun má poprvé vzlétnout koncem tohoto roku, po kterém bude následovat jeho první tichý nadzvukový let. Tým Quesst provede několik letových testů letadla ve Skunk Works, než jej přenese do Armstrong Flight Research Center NASA v Edwards v Kalifornii, které bude sloužit jako jeho operační základna.
„V rámci obou týmů spolupracovali talentovaní, oddaní a zapálení vědci, inženýři a produkční řemeslníci na vývoji a výrobě tohoto letadla,“ řekl John Clark, viceprezident a generální manažer Lockheed Martin Skunk Works. „Je nám ctí, že můžeme být součástí této cesty, abychom společně s NASA a našimi dodavateli utvářeli budoucnost nadzvukového cestování po zemi.“
Jakmile NASA dokončí letové testy, agentura bude létat s letadlem nad několika vybranými městy po celých Spojených státech, přičemž bude shromažďovat informace o zvuku, který X-59 generuje, ao tom, jak jej lidé vnímají. NASA tyto údaje poskytne Federálnímu úřadu pro letectví a mezinárodním regulačním orgánům.
X-59 je unikátní experimentální letoun, nikoli prototyp – jeho technologie mají informovat budoucí generace tichých nadzvukových letadel.
Při délce 99,7 stop a šířce 29,5 stop umožní tvar letadla a technologický pokrok, který obsahuje, tichý nadzvukový let. Tenký, zkosený nos X-59 tvoří téměř třetinu jeho délky a rozbije rázové vlny, které by normálně vedly k tomu, že nadzvukové letadlo způsobí sonický třesk.
Díky této konfiguraci je kokpit umístěn téměř v polovině délky letadla a nemá okno směřující dopředu. Místo toho tým Quesst vyvinul eXternal Vision System, sérii kamer s vysokým rozlišením napájející 4K monitor v kokpitu.
Tým Quesst také navrhl letadlo s motorem namontovaným nahoře a dal mu hladkou spodní stranu, aby pomohl zabránit tomu, aby se rázové vlny sloučily za letadlem a způsobily sonický třesk.
Ve snaze vrátit nadzvukovou leteckou dopravu by se do vzduchu mohlo brzy vznést experimentální letadlo, které by mohlo dokázat utlumit tzv. sonický třesk a být tak velmi tiché, jeho vývojem se zabývá americká společnost Skunk Works, píše Popular Mechanics.
Letoun X-59 NASA prochází pozemními testy, aby se zajistilo, že je bezpečný pro létání. Letadlo využívá nové technologie, které umožňují letět rychleji než Mach 1 a zároveň snižují hluk hlasitého sonického třesku.
„Inovativní letoun jsme přesunuli do pojížděcí kabiny na letové lince pro další pozemní testy, včetně testování vibrací,“ napsal dodavatel Lockheed Martin v oznámení. „Jeho cílem je ztišit sonický třesk a je o krok blíže k utváření budoucnosti nadzvukové komerční letecké dopravy.“
Sonický versus zvukový třesk
Sonický třesk – hlasitý zvuk způsobený rázovými vlnami, které vznikají, když letadlo překročí rychlost zvuku – je jednou z největších překážek nadzvukového letu. Tento třesk je slyšet a cítit na zemi a způsobuje nepříjemnosti.
X-59 QueSST (Quiet SuperSonic Technology) je experimentální letoun, který dokáže letět rychleji než zvuk, aniž by vytvářel skutečný sonický třesk. Místo toho vytváří zvukový třesk – mnohem tišší a jemnější zvuk, který je na zemi sotva znatelný.
X-59 má jedinečný tvar a prvky, které snižují jeho zvukovou stopu, jako je dlouhý a štíhlý trup, delta křídlo s křidélky, T-ocas a obrácený V-ocas. Je poháněn jedním motorem General Electric F414 s přídavným spalováním, který mu umožňuje dosáhnout rychlosti až 1,42 Machu ve výšce 55 000 stop. Letoun může nést jednoho pilota v kokpitu vybaveném systémem vnějšího vidění, který poskytuje syntetický pohled na vnější svět prostřednictvím kamer a obrazovek.
NASA nedávno předvedla snímky letounu X-59 na letové lince v Lockheed Martin Skunk Works v Palmdale v Kalifornii.
„Přesun ze staveniště na letovou linku je jedním z mnoha milníků, které připravují X-59 na jeho první a další lety,“ uvedla NASA v tiskové zprávě. „Dále tým provede významné pozemní zkoušky, aby zajistil, že letoun bude bezpečný pro let.“
X-59 je pokusem o oživení éry nadzvukových dopravních letadel, která skončila v roce 2003, kdy byl ukončen provoz Concordu. Concorde měl charakteristický tvar delta křídla a kapkovitou příď, která zlepšovala jeho aerodynamiku a viditelnost při přistání. Byl poháněn čtyřmi proudovými motory s přídavným spalováním, které mu umožňovaly dosáhnout rychlosti až 2,04 Machu ve výšce 18 300 metrů a mohl přepravovat až 128 cestujících.
Concorde upadl v nemilost poté, co čelil konkurenci jiných leteckých společností, které nabízely levnější a častější lety podzvukovými proudovými letadly. Poptávka po nadzvukových letech klesla v 80. a 90. letech 20. století v důsledku hospodářské recese, obav o životní prostředí, bezpečnostních otázek a měnících se preferencí spotřebitelů.
Pověst Concordu byla také pošramocena několika incidenty, které vyvolaly otázky ohledně jeho bezpečnosti a spolehlivosti. K nejtragičtější nehodě došlo 25. července 2000, kdy let 4590 společnosti Air France havaroval krátce po startu z pařížského letiště Charlese de Gaulla a zahynulo všech 109 osob na palubě a čtyři lidé na zemi.
Doufejme, že letoun X-59 nejenže zabrání podobným nehodám, ale také zahájí nový svět ultrarychlého cestování.
Experimentální letoun X-59 QueSST opustil továrnu Lockheed Martin Průmyslová dílna v Palmdale v Kalifornii. Tento neobvyklý stroj projde sérií pozemních testů, po nichž je plánován první let na konci roku 2023, píše WP Tech. X-59 předznamenává průlom v letectví a řešení jednoho z jeho klíčových problémů.
X-59 QueSST (Quiet SuperSonic Technology) je experimentální letoun, který od roku 2019 staví společnost Lockheed Martin ve spolupráci s NASA. Neobvyklá konstrukce vznikla za účelem studia fenoménu sonického hřmění a řešení pro jeho snížení.
Sonický hřmot je akustický jev, který doprovází let nadzvukovou rychlostí. Vzhledem k jeho vzdálenosti od letadla letícího obvykle ve velké výšce není nebezpečný a nezpůsobuje škody, ale hladina hluku je velmi silná.
Tento jev byl spolu s vysokými náklady jedním z důvodů omezení rozvoje nadzvukového dopravního letectví, které se omezilo na dva sériově vyráběné cestovní letouny v podobě Concordu a Tu-144.
Jak snížit zvukové hřmění?
Letoun X-59 má pomoci tento problém vyřešit. Stroj je konstruován tak, aby při letu nadzvukovou rychlostí byla hladina hluku co nejnižší. Z tohoto důvodu je kabina zapuštěna do trupu a pilot nemá přímý výhled dopředu přes kapotáž kokpitu. Výhled před letoun je do kabiny přenášen prostřednictvím kamer, které jsou součástí systému zvaného eXternal Visibility System.
Letoun X-59 je také vybaven speciálně tvarovanou přední hranou, která je navržena tak, aby rozptylovala rázové vlny vznikající při letu letadla. Trup letounu, včetně sání vzduchu, je tvarován tak, aby odrážel zvukové vlny a nesměřoval je k zemi.
Rychlý a tichý proudový letoun Lockheed Martin X-59 QueSST
Díky těmto opatřením se očekává, že let X-59 nadzvukovou rychlostí bude generovat hluk na úrovni 75 dB – slyšitelný, ale srovnatelný s letem současného podzvukového proudového letounu. Očekává se, že řešení testovaná na letounu X-59 pomohou při konstrukci proudových nadzvukových osobních letadel, která v budoucnu umožní cestovat vysokou rychlostí bez omezení hluku.
Letoun X-59, ačkoli je konstruován s důrazem na maximální snížení hluku, využívá řešení a komponenty z několika letadel, která se v současnosti vyrábějí. Mimo jiné má podvozek z letounu F-16, kabinu a její vybavení z cvičného letounu Northrop T-38 a motor General Electric F414 je vypůjčen z letounu F-18.
Lockheed Martin X-59 QueSST – technické údaje
Stroj je dlouhý 29 metrů, má rozpětí křídel 9 metrů a v konfiguraci připravené k letu váží necelých 15 tun. Jeho maximální rychlost se pohybuje kolem 1,5 Machu, ale těsně pod maximem je cestovní rychlost, která dosahuje 1,42 Machu.
Vývojový program tohoto stroje má zpoždění, protože původně měl vzlétnout ze země již v roce 2021. Pokud budou současné zkoušky úspěšné, současný harmonogram vývoje X-59 počítá s tím, že by letoun měl být zalétán do konce roku 2023.
Warning: Undefined array key "sssp-ad-overlay-priority" in /data/web/virtuals/326454/virtual/www/wp-content/plugins/seznam-ads/includes/class-seznam-ssp-automatic-insert.php on line 276
Foto: Emilio/Lockheed Martin/Flickr
Foto: NASA/Steve Freeman
Foto: David Meade výzkumné centrum NASA Langley Research Center NASA
Foto: X-59 Quiet SuperSonic Technology/Lockheed Martin
Foto: Lockheed Martin Corporation/Wikipedie