NASA menciptakan pesawat supersonik yang tenang dengan ledakan suara yang lembut

Sebuah ilustrasi tentang Demonstrasi Penerbangan Rendah Boom yang direncanakan seperti yang disajikan dalam Tinjauan Desain Awal minggu lalu. Ilustrasi: NASA / Lockheed Martin

NASA percaya telah mencapai tonggak penting dalam penciptaan pesawat penumpang supersonik yang tenang. Pekan lalu, fase Tinjauan Desain Awal untuk pesawat, yang diberi nama kode Quiet Supersonic Transport atau QueSST, telah selesai.

QueSST adalah langkah pertama dalam pengembangan pesawat eksperimental Low Boom Flight Demonstration (LBFD), yang merupakan bagian dari program pengembangan eksperimental X-pesawat.

Pada 23 Juni 2017, panel ahli dari berbagai departemen NASA, serta Lockheed Martin Corporation, menyimpulkan bahwa desain QueSST mampu memenuhi persyaratan tinjauan desain pendahuluan dan tugas-tugas yang ditimbulkan oleh pesawat inovatif ini. Tugas utamanya adalah terbang dengan kecepatan supersonik, tetapi pada saat yang sama menciptakan ketukan suara yang lembut, bukan gelombang kejut yang merusak , yang biasanya terkait dengan transportasi supersonik.

Upaya untuk mengoperasikan pesawat penumpang supersonik telah dilakukan selama beberapa dekade. Soviet Tu-144 terbukti merupakan kapal yang sangat tidak bisa diandalkan dan dinonaktifkan. British-French Concord adalah pesawat penumpang supersonik kedua dalam operasi komersial, bersama dengan Tu-144. Tetapi ada masalah lain - konsumsi bahan bakar terlalu tinggi dan kebisingan yang sangat keras, yang dikeluhkan penduduk di daerah padat penduduk tentang pesawat yang diterbangkan. Bahkan pada kecepatan kurang dari kecepatan suara, ia menciptakan lebih banyak suara daripada pesawat terbang konvensional.

Suara memekakkan dari gelombang kejut menyertai gerakan benda apa pun dengan kecepatan lebih dari Mach 1, yaitu, lebih dari kecepatan suara di lingkungan tertentu. Wilayah perambatan gelombang kejut dari pesawat supersonik dibatasi oleh kerucut Mach .



Kerucut Mach terjadi ketika tubuh bergerak lebih cepat dari gelombang yang dihasilkannya. Paling sering mereka berbicara tentang gelombang kejut suara dari pesawat terbang yang terbang dengan kecepatan lebih dari Mach 1, yaitu, lebih dari kecepatan suara di lingkungan tertentu. Perambatan gelombang kejut suara adalah proses adiabatik. Ini berarti bahwa di udara ada lompatan dalam tekanan, kepadatan, suhu dan kecepatan udara. Suara itu sendiri berarti fluktuasi dalam kepadatan, kecepatan dan tekanan medium. Proses adiabatik pada kecepatan supersonik disertai dengan gelombang kejut, yang pada jarak dari sumber energi berubah menjadi gelombang suara, dan kecepatan rambatnya mendekati kecepatan suara.

Siapa pun yang telah mendengar suara memekakkan telinga dari gelombang kejut tidak akan pernah mau mendengarnya lagi. Karena sifatnya yang merusak, ruang lingkup penerbangan sipil supersonik terbatas. Tetapi QueSST akan memiliki ketukan suara yang begitu lembut sehingga tidak akan menyebabkan banyak ketidaknyamanan bagi penduduk sipil, janji para insinyur. Dan LBFD bisa menjadi pesawat sipil supersonik sipil yang akan diizinkan penerbangan tersebut.

Di masa depan, NASA berencana untuk melakukan tes penerbangan dengan meluncurkan LBFD di atas kota-kota dan mengumpulkan data bahwa regulator pada akhirnya perlu mengizinkan pesawat penumpang supersonik di atas area perumahan di Amerika Serikat dan di seluruh dunia.

Manajer proyek untuk pengembangan teknologi supersonik komersial, Peter Coen, menjelaskan dalam video ini bahwa “idenya adalah mengembangkan pesawat sehingga gelombang kejut selama penerbangan supersonik diposisikan sehingga gelombang kejut yang memekakkan telinga tidak terbentuk. Anda hanya akan merasakan peningkatan tekanan secara bertahap, yang menghasilkan suara yang tenang. "


Sejak Februari 2016, para insinyur NASA telah bermitra dengan Lockheed Martin Corporation, salah satu kontraktor terkemuka untuk agensi kedirgantaraan, untuk menciptakan desain awal QueSST. Pada Mei 2017, model skala QueSST menyelesaikan tes dalam tabung aerospace 2,4 × 1,8 meter di Pusat Penelitian NASA. John Glenn di Cleveland.

Tentu saja, pembuatan pesawat nyata masih sangat jauh, tetapi proyek-proyek inovatif seperti ini adalah gerakan sistematis dari satu tahap kunci ke tahap lainnya. Dan persetujuan desain awal berarti bahwa NASA telah mengambil langkah penting lainnya di sepanjang jalur ini.

Sekarang NASA dapat memulai tender di mana kontraktor akan ditawari untuk membangun versi berawak pesawat X dengan satu mesin. Tender akan diadakan akhir tahun ini, dan mereka berencana untuk menandatangani kontrak pada awal 2018. Kompetisi akan sepenuhnya terbuka, dan desain pendahuluan QueSST dan semua spesifikasi teknis akan dibagikan dengan setiap peserta yang memenuhi syarat yang mengajukan aplikasi. Jika semuanya berjalan dengan baik, maka uji penerbangan pertama dari pesawat X-LBFD mungkin dimulai pada 2021.

Sementara itu, selama beberapa bulan ke depan, NASA, bersama dengan Lockheed Martin, akan menyelesaikan versi final dari dokumentasi desain pendahuluan. Ini akan mencakup hasil uji statis kinerja saluran masuk udara (kinerja saluran masuk statis) dan hasil tes sebelumnya di terowongan angin kecepatan rendah dari Langley Research Center di Hampton.