НАСА тестирует тихий сверхзвук: как это изменит авиацию

Сверхзвуковые пассажирские рейсы исчезли вместе с легендарными британско-французскими «Конкордами» в 2003 году. Основной причиной оказался резкий хлопок, который слышен на земле при преодолении самолетом скорости звука. Новый экспериментальный самолет X-59 QueSST проверит, можно ли изменить саму природу этого звука, чтобы сделать полеты тише. Подробнее читайте в статье а.

Когда самолет ускоряется быстрее скорости звука, он перестает плавно «раздвигать» воздух. Вместо этого образуются ударные волны – внезапные скачки давления, распространяющиеся от корпуса самолета. Эти волны образуют характерную структуру и спускаются 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 называемый Н-волна. Именно это создает ощущение удара, сравнимое с далеким взрывом или громким хлопком двери, но с гораздо большей энергией.

Проблема в том, что такой звук распространяется на десятки километров, поэтому его считают сильным шумовым загрязнением. Именно поэтому в большинстве стран запрещены сверхзвуковые полеты над сушей: даже один самолет может накрыть звуковым ударом целый город.

Что особенного в самолете Х-59?

Проект Х-59 построен на идее так называемого смягченного звукового удара (low-boom). Задача — не убрать сверхзвук, а изменить форму ударной волны, чтобы она уже не была такой резкой.

Для этой цели самолет был спроектирован принципиально по-новому. Он имеет сильно удлиненную носовую часть, удлиненный фюзеляж и особое расположение крыла и двигателя. Такая форма «растягивает» ударные волны в пространстве и времени.

Тихоокеанская зона субдукции: что ученые нашли в остатках исчезнувшей литосферы

В результате вместо одного мощного хлопка образуется серия более слабых перепадов давления. Они достигают земли уже не ударом, а мягким, протяжным звуком. По предварительным расчетам НАСА, это будет похоже на хлопок двери или далекий раскат грома – заметное, но не раздражающее.

Как будет проверяться сверхзвуковая тишина?

Мало создать самолет — важно доказать, что звук действительно воспринимается по-другому. Для этого НАСА планирует серию полетов над населенными пунктами.

В ходе таких тестов данные будут собираться сразу с обеих сторон. С одной стороны, объективные измерения: уровень давления, форма звуковой волны, ее распространение. С другой стороны, есть субъективная реакция людей: насколько заметен звук, мешает ли он, вызывает ли дискомфорт или беспокойство.

Этот этап имеет решающее значение. Даже если звук становится физически слабее, именно восприятие определяет, можно ли разрешить такие полеты над сушей. Методы и стандарты оценки шума описаны в Федеральном управлении гражданской авиации.

Как технологии повлияют на авиацию?

Сегодня сверхзвуковые полеты ограничиваются океанами, поэтому «Конкорд» летал преимущественно через Атлантику. Возможность бесшумной сверхзвуковой технологии откроет маршруты над сушей, а это значит, что сократится время полета между континентами.

Кроме того, проект решает фундаментальную задачу аэродинамики – управление распространением ударных волн. Это важно не только для гражданской авиации, но и для военной авиации и экспериментальной авиации, где контроль подобных воздействий напрямую влияет на эффективность и безопасность.

Ранее мы писали о переходе сельского хозяйства на новую модель производства.