NASA har en masse erfaring med udvikling af supersoniske fly. Faktisk var det at teste supersonisk håndværk, hvordan NASA fik sin start, tilbage, da det stadig var kendt som National Advisory Committee for Aeronautics (NACA). Fra Bell X-1 fortsætter traditionen med at bruge X-fly og andre eksperimentelle fly og er gået videre til hypersoniske scramjets og rumfly (som X-37).
Og nu, for første gang i årtier, ser NASA efter at udvikle et nyt supersonisk fly. Men selvom tidligere fly blev udviklet med henblik på at bryde hastighedsrekorder, er formålet med dette nyeste X-fly at skabe en Quiet Supersonic Transport (QueSST). NASA håber, at dette fartøj vil give afgørende data, der kan muliggøre udviklingen af kommercielle supersoniske flyrejser over land.
Til dette formål tildelte NASA den 2. april en kontrakt på 247,5 millioner dollars til Lockheed Martin Aeronautics Company for at bygge X-flyet og levere det til agenturets Armstrong Flight Research Center i Californien i slutningen af 2021. Som Jaiwon Shin, NASAs associerede administrator for luftfart, angivet i en nylig pressemeddelelse fra NASA, er dette projekt som en revision af de gamle dage med NASA-forskning.
”Det er super spændende at være tilbage med at designe og flyve X-fly i denne skala,” sagde han. ”Vores lange tradition for at løse de tekniske barrierer ved supersonisk flyvning til gavn for alle fortsætter.”
Tidligere var supersoniske kommercielle flyvninger tilgængelige for mennesker, der mindst havde råd til dem. Disse omfattede den britisk-franske Concorde (der opererede indtil 2003) og den russiske Tupolev Tu-144 (pensioneret i 1983). Imidlertid var disse fartøjer ude af stand til at gennemføre supersoniske flyvninger over land på grund af, hvordan brud på lydbarrieren ville generere en sonisk boom - som er ekstremt højt og potentielt skadelig.
Som et resultat forbyder de nuværende Federal Aviation Administration (FAA) regler supersoniske flyvning over land. Formålet med dette nyeste fly - kendt som Low-Boom Flight Demonstrator - er at gennemføre supersoniske flyvninger, der skaber lydstyrke, der er så stille, at de næsten ikke vil blive bemærket for folk på jorden. Nøglen er, hvordan X-flyets unikt formede skrog genererer supersoniske stødbølger.
Med konventionelle flykonstruktioner samles shockbølger, når de ekspanderer væk fra flyets næse og hale, hvilket resulterer i to forskellige soniske bommer. I modsætning hertil sender X-flyets skrogdesign stødbølger væk fra flyet på en måde, der forhindrer dem i at komme sammen. I stedet sendes meget svagere stødbølger til jorden, som ville blive hørt som en række bløde bunker.
Siden 1960'erne har NASA testet ideen ved hjælp af køretøjer som F-5E Tiger II jagerfly. Dette fly, der fløj testflyvninger i 2003-2004 som en del af NASAs Shaped Sonic Boom demonstrationsprogram, havde en unik formet næse og demonstrerede, at bomreducerende teori var sund. Nyere flyafprøvning, vindtunnel-test og avancerede computersimuleringsværktøjer har også indikeret, at teknologien vil fungere.
Som Peter Coen, NASAs projektleder for Supersonic Technology-projekt, sagde:
"Vi har nået denne vigtige milepæl kun på grund af det arbejde, som NASA har ført med sine mange partnere fra andre regeringsorganer, luftfartsindustrien og fremadstormende akademiske institutioner overalt."
X-flyets konfiguration vil være baseret på et QueSST-design, som Lockheed Martin udviklede i 2016 i partnerskab med NASA, og som afsluttede test i en vindtunnel ved NASAs Glenn Research Center i 2017. Det foreslåede fly måler 28,65 meter (94 fod) langt, har et vingespænde på ca. 9 meter (29,5 fod) og har en startvægt på 14.650 kg (32.300 lbs).
Baseret på virksomhedens design vil X-flyet blive drevet af en enkelt General Electric F414-motor, den samme brugt af F / A-18E / F-krigere. Det vil blive flyvet af en enkelt pilot og have en tophastighed på Mach 1,5 (1590 km; 990 mph) og en hastighed på Mach 1,42 (1513 km; 940 mph) i en krydsningshøjde på 16764 meter (55.000 fod).
Som Shin antydede, er udviklingen af X-planen en fælles indsats, der involverer alle NASAs luftfartsforskningscentre:
”Der er så mange mennesker på NASA, der har gjort deres allerbedste indsats for at få os til dette punkt. Takket være deres arbejde hidtil og det arbejde, der kommer, vil vi være i stand til at bruge dette X-plan til at generere de videnskabeligt indsamlede data fra Fællesskabets svar, der er kritiske for at ændre de nuværende regler til at transformere luftfarten! ”
Programmet er opdelt i tre faser, som foreløbigt er planlagt til at køre fra 2019 til 2025. Fase en, der vil køre fra 2019 til 2021, vil bestå af en kritisk designgennemgang som forberedelse til konstruktion. Hvis det lykkes, vil konstruktionen begynde på Lockheed Martins Skunk Work's anlæg i Palmdale, efterfulgt af en række testflyvninger og kulminere med levering af fartøjet til NASA.
Fase to, der er planlagt til at begynde i 2022, vil bestå af at NASA flyver X-planet i det supersoniske testområde over Edwards Air Force Base i det sydlige Californien for at se, om det er sikkert til operationer i det nationale luftrumssystem. Fase tre, der kører fra 2023 til 2025, vil bestå af de første samfundsrespons-testflyvninger (iscenesat fra Armstrong Air Force Base) efterfulgt af yderligere testflyvninger over fire til seks amerikanske byer.
De data, der er indsamlet fra disse samhørighedstest, vil derefter blive leveret til FAA og Den Internationale Civil Luftfartsorganisation (ICAO) - for tiden målrettet til levering i 2025 - så de kan vedtage nye regler baseret på opfattede lydniveauer. Hvis Low-Boom Flight Demonstrator skulle vise sig at være effektiv, kan kommercielle supersoniske flyvninger over land endelig blive gennemførlige.
Og sørg for at nyde denne video af X-flyets udvikling, takket være NASA:
