НАСА имеет большой опыт в разработке сверхзвуковых самолетов. На самом деле, тестирование сверхзвукового летательного аппарата было тем, с чего НАСА начало свою работу, еще тогда, когда оно еще называлось Национальным консультативным комитетом по аэронавтике (NACA). Начиная с Bell X-1, традиция использования X-самолетов и других экспериментальных самолетов продолжается и перешла к гиперзвуковым полетам и космическим самолетам (таким как X-37).
И теперь, впервые за многие десятилетия, НАСА планирует разработать новый сверхзвуковой самолет. Но в то время как предыдущие самолеты были разработаны для того, чтобы побить рекорды скорости, цель этого последнего X-самолета - создать Тихий Сверхзвуковой Транспорт (QueSST). НАСА надеется, что это судно предоставит важные данные, которые могут позволить развитие коммерческих сверхзвуковых воздушных перевозок по суше.
С этой целью 2 апреля НАСА заключило контракт с Lockheed Martin Aeronautics Company на 247,5 миллиона долларов на постройку самолета Х и доставку его к исследовательскому центру Armstrong в Калифорнии в конце 2021 года. Как Джайвон Шин, помощник администратора НАСА по Аэронавтика, указанная в недавнем пресс-релизе НАСА, этот проект похож на пересмотр старых дней исследований НАСА.
«Очень интересно вернуться к проектированию и полетам на Х-самолетах такого масштаба», - сказал он. «Наша давняя традиция решения технических барьеров сверхзвукового полета на благо всех продолжается».
В прошлом были доступны сверхзвуковые коммерческие полеты, по крайней мере, для тех, кто мог себе это позволить. В их число входили британско-французский Конкорд (действовавший до 2003 года) и российский Туполев Ту-144 (вышедший на пенсию в 1983 году). Однако эти аппараты были неспособны совершать сверхзвуковые полеты над землей из-за того, что преодоление звукового барьера может привести к звуковому грохоту, который чрезвычайно громкий и потенциально опасный.
В результате действующие правила Федерального управления гражданской авиации (FAA) запрещают сверхзвуковой полет над землей. Цель этого новейшего самолета - известного как демонстратор полетов с малой стрелой - состоит в том, чтобы совершать сверхзвуковые полеты, которые создают настолько тихие звуковые удары, что они будут практически незаметны для людей на земле. Ключ в том, как уникальная форма корпуса Х-плоскости генерирует сверхзвуковые ударные волны.
В обычных конструкциях самолетов ударные волны сливаются по мере того, как они расширяются от носа и хвоста самолета, что приводит к двум отдельным звуковым ударам. В отличие от этого, дизайн корпуса X-самолета отсылает ударные волны от самолета таким образом, что препятствует их объединению. Вместо этого, гораздо более слабые ударные волны отправляются на землю, что будет звучать как серия мягких ударов.
С 1960-х годов НАСА проверяет эту идею, используя такие машины, как истребитель F-5E Tiger II. Этот самолет, который выполнял испытательные полеты в 2003-2004 годах в рамках демонстрационной программы НАСА по формированию звукового удара, имел нос уникальной формы и продемонстрировал, что теория уменьшения удара была обоснованной. Более поздние летные испытания, испытания в аэродинамической трубе и современные средства компьютерного моделирования также показали, что технология будет работать.
Как сказал Питер Коен, менеджер проекта НАСА по коммерческим сверхзвуковым технологиям:
«Мы достигли этой важной вехи только благодаря работе, которую НАСА провела со своими многочисленными партнерами из других правительственных учреждений, аэрокосмической отрасли и передовых академических учреждений повсюду».
Конфигурация X-plane будет основана на проекте QueSST, который Lockheed Martin разработал в 2016 году в сотрудничестве с NASA и который завершил испытания в аэродинамической трубе в исследовательском центре Гленна NASA в 2017 году. Предлагаемый самолет будет иметь длину 28,65 метра (94 фута), размах крыльев около 9 метров (29,5 фута) и взлетную массу 14 650 кг (32 300 фунтов).
Согласно дизайну компании, самолет X будет оснащаться одним двигателем General Electric F414, который используется истребителями F / A-18E / F. Он будет пилотироваться одним пилотом и иметь максимальную скорость 1,5 Маха (1590 км; 990 миль в час) и скорость 1,42 Маха (1513 км; 940 миль в час) на крейсерской высоте 16764 метра (55 000 футов).
Как указал Шин, разработка X-плана - это совместная работа всех исследовательских центров НАСА по аэронавтике:
«В НАСА так много людей, которые приложили все усилия, чтобы довести нас до этого уровня. Благодаря их проделанной работе и предстоящей работе мы сможем использовать эту плоскость Х для генерации научно собранных данных о реакции сообщества, имеющих решающее значение для изменения действующих правил трансформации авиации! »
Программа разделена на три этапа, которые ориентировочно планируется запустить с 2019 по 2025 год. Первый этап, который будет проходить с 2019 по 2021 год, будет состоять из критического анализа проекта при подготовке к строительству. В случае успеха строительство начнется на заводе Lockheed Martin в Skunk Work в Палмдейле, после чего последует серия испытательных полетов, кульминацией которых станет доставка корабля в НАСА.
Второй этап, который должен начаться в 2022 году, будет состоять в том, что НАСА будет летать на Х-самолете на сверхзвуковом полигоне над базой ВВС Эдвардс в южной Калифорнии, чтобы выяснить, безопасен ли он для операций в Национальной системе воздушного пространства. Третья фаза, которая будет проходить с 2023 по 2025 год, будет состоять из первых испытательных полетов сообщества (организованных с базы ВВС Армстронг), за которыми последуют дополнительные испытательные полеты над четырьмя-шестью городами США.
Данные, собранные в ходе этих тестов реагирования сообщества, будут затем переданы в ФАУ и Международную организацию гражданской авиации (ИКАО), которые в настоящее время планируется доставить в 2025 году, чтобы они могли принять новые правила, основанные на предполагаемых уровнях звука. Если демонстратор полетов с низкой стрелой окажется эффективным, коммерческие сверхзвуковые полеты над землей могут наконец стать осуществимыми.
И обязательно наслаждайтесь этим видео о разработке самолета X, любезно предоставленном НАСА:
