NASA тестирует тихий сверхзвук: как это изменит авиацию
Сверхзвуковые пассажирские рейсы исчезли вместе с легендарными британо-французскими «Конкордами» в 2003 году. Главной причиной оказался резкий удар, который слышен на земле, когда самолет преодолевает скорость звука. Новый экспериментальный самолет X-59 QueSST должен проверить, можно ли изменить саму природу этого звука и сделать полеты тише. Подробнее — в материале «Рамблера».
В чем проблема классического сверхзвука?
Когда самолет разгоняется быстрее скорости звука, он перестает «раздвигать» воздух плавно. Вместо этого формируются ударные волны — резкие скачки давления, которые распространяются от корпуса самолета. Эти волны складываются в характерную структуру и уходят вниз, достигая поверхности земли.
Человек воспринимает их как короткий, но очень резкий хлопок. На самом деле это не один звук, а два последовательных скачка давления — так называемая N-волна. Именно она создает ощущение удара, сравнимого с далеким взрывом или громким хлопком двери, но с гораздо большей энергией.
Проблема в том, что такой звук распространяется на десятки километров, из-за чего считается сильным шумовым загрязнением. Именно поэтому сверхзвуковые полеты над сушей в большинстве стран запрещены: даже один самолет может накрыть звуковым ударом целый город.
В чем особенность самолета X-59?
Проект X-59 построен вокруг идеи так называемого смягченного звукового удара (low-boom). Задача — не убрать сверхзвук, а изменить форму ударной волны так, чтобы она перестала быть такой резкой.
Для этого самолет спроектировали принципиально новым образом. У него сильно вытянутый нос, удлиненный фюзеляж и особое расположение крыла и двигателя. Такая форма «растягивает» ударные волны в пространстве и времени.
Зона субдукции Тихого океана: что ученые нашли в остатках исчезнувшей литосферы
В результате вместо одного мощного хлопка формируется серия более слабых перепадов давления. Они доходят до земли уже не как удар, а как мягкий, растянутый звук. По предварительным расчетам NASA, он будет похож на хлопок двери или далекий раскат грома — заметный, но не раздражающий.
Как будут проверять тишину сверхзвука?
Создать самолет недостаточно — важно доказать, что звук действительно воспринимается иначе. Для этого NASA планирует серию полетов над населенными районами.
Во время таких испытаний будут собираться данные сразу с двух сторон. С одной — объективные измерения: уровень давления, форма звуковой волны, ее распространение. С другой — субъективная реакция людей: насколько звук заметен, мешает ли он, вызывает ли дискомфорт или тревогу.
Этот этап критически важен. Даже если физически звук станет слабее, именно восприятие определяет, можно ли разрешить такие полеты над сушей. Методики оценки шума и нормативы описаны в Federal Aviation Administration.
Как технология повлияет на авиацию?
Сегодня сверхзвуковые рейсы ограничены океанами — именно поэтому Concorde летал в основном через Атлантику. Возможность тихого сверхзвука откроет маршруты над сушей, а значит, сократит время перелетов между континентами.
Кроме того, проект решает фундаментальную задачу аэродинамики — управление распространением ударных волн. Это важно не только для гражданской авиации, но и для военных самолетов и экспериментальных летательных аппаратов, где контроль над такими эффектами напрямую влияет на эффективность и безопасность.
Ранее мы писали про переход сельского хозяйства к новой модели производства.