تصميم ناسا براي ساخت يك هواپيماي مافوق صوت كم صدا
ناسا در زمينه‌ي ساخت هواپيماهاي مافوق صوت سابقه‌ي بالايي دارد. در حقيقت فعاليت ناسا در ابتدا با آزمايش هواپيماهاي مافوق صوت شروع شد؛ يعني زماني كه اين سازمان، كميته رايزني ملي هوانوردي آمريكا (NACA) نام داشت. ناسا با ساخت هواپيماي بيل ايكس ۱ (Bell X-1) شروع كرد و به سنت ساخت هواپيماهاي آزمايشي خود ادامه داد تا به هواپيماهاي فضايي مانند ايكس ۳۷ رسيد.
ناسا اكنون براي اولين بار پس از دهه‌ها مي‌خواهد يك هواپيماي مافوق صوت بسازد. اما درحالي‌كه هدف از ساخت هواپيماهاي قبلي شكستن ركورد سرعت بوده است، آخرين نسخه‌ي هواپيماي ايكس مي‌خواهد يك هواپيماي مافوق صوت فوق كم صدا (QueSST) باشد. ناسا اميدوار است با ساخت اين هواپيما، در ادامه امكاني براي توسعه‌ي هواپيماهاي مافوق صوت تجاري فراهم كند.
سازمان ملي هوانوردي و فضا به همين منظور، قراردادي ۲۴۷ ميليون دلاري با شركت لاكهيد مارتين براي ساخت اين هواپيما امضا كرده است. لاكهيد مارتين قرار است اين هواپيماي مافوق صوت كم‌صدا را تا پايان سال ۲۰۲۱ به مركز پژوهش‌هاي پرواز آرمسترانگ در كاليفرنيا تحويل دهد.
جيون شين، مدير ارشد بخش هوانوردي ناسا، در كنفرانس خبري اخير ناسا اين موضوع را تأييد كرده و گفته است كه با اين پروژه، ناسا به دوران پژوهش‌هاي گذشته خود بازخواهد گشت. او مي‌گويد:
فوق‌العاده هيجان‌انگيز است كه دوباره هواپيماهاي سري ايكس را در اين مقياس طراحي مي‌كنيم. سنت پرسابقه‌ي ما براي حل موانع متخصص وسايل نقليه‌ي مافوق صوت، مي‌تواند به نفع همه باشد.
در گذشته، هواپيماهاي تجاري مافوق صوت، امكان پرواز داشتند؛ همچون هواپيماي بريتانيايي فرانسوي كنكورد (كه تا سال ۲۰۰۳ فعاليت مي‌كرد) و هواپيماي روسي توپولوف توو -۱۴۴ (كه در سال ۱۹۸۳ بازنشسته شد). اما اين هواپيماها با وجود شكستن ديوار صوتي (كه صداي بلندي پديد مي‌آورد) امكان پرواز در ارتفاعات كم نداشتند. در نتيجه، قوانين فعلي سازمان هوانوردي فدرال (FAA) پرواز اين دست هواپيماها را كاملا ممنوع اعلام كرده است.
اگر برنامه ناسا موفقيت‌آميز باشد، ممكن است پروازهاي تجاري به وسيله‌ي هواپيماهاي مافوق صوت امكان‌پذير شود
هدف از طراحي هواپيماي مافوق صوت كم‌صداي ناسا، انجام پروازهاي مافوق صوت به نحوي است كه صداي آن براي ساكنان نواحي پرواز مزاحمتي نداشته باشد. نكته‌ي كليدي براي چنين موفقيتي، طراحي خاص بدنه‌ي هواپيماي ايكس است.
طراحي بدنه هواپيماي ايكس به نحوي است كه موج‌هاي شوك پس از دور شدن از هواپيما دوباره به وسيله‌ي نقليه هوايي بازنمي‌گردند و در همين حال، موج‌هاي ضعيف‌تر به سوي زمين باز مي‌گردند. ناسا از دهه‌ي ۱۹۶۰، اين ايده را با هواپيماهايي مانند نورثروپ اف-۵ آزمايش كرده است. اين هواپيما كه پروازهاي آزمايشي را در سال ۲۰۰۳ تا ۲۰۰۴ انجام داد، شكل دماغه‌ي منحصربه‌فردي دارد و نشان داده است كه مي‌تواند سر و صدا را كاهش دهد. آزمايش‌هاي پرواز اخير، آزمون‌هاي تونل باد و ابزارهاي شبيه‌سازي پيشرفته نيز نشان داده‌اند كه اين فناوري كارايي مورد انديشه متخصصين را دارد.
طرح مفهومي منحصر به فرد لاكهيد مارتين براي هواپيماي مافوق صوت كم‌صدا (QueSST). با اين طراحي هواپيما مي‌تواند امواج شوك كم‌صدا پديد بياورد
پيكربندي هواپيماي ايكس بر اساس طراحي QueSST است كه لاكهيد مارتين در سال ۲۰۱۶ در همكاري با ناسا ساخت و آزمايش‌هاي آن را در تونل باد مركز پژوهشي گلن در سال ۲۰۱۷ تكميل كرد. طرح پيشنهادي اين هواپيما داراي ابعاد ۲۸٫۶۵ متر طول، عرض حدود ۹ متر و وزن ۱۴٫۶۵۰ كيلوگرم خواهد بود. بر اساس طراحي لاكهيد مارتين، هواپيماي ايكس از موتور پرقدرت توربوفن اف ۴۱۴ ساخت جنرال الكتريك بهره مي‌برد. جنگنده بوئينگ F/A-18E/F سوپر هورنت هم از اين موتور استفاده مي‌كند. هواپيماي ايكس تك‌سرنشين خواهد بود و داراي سرعت بيشينه‌ي ۱٫۵ ماخ (۱۵۹۰ كيلومتر در ساعت) است و مي‌تواند به حداكثر ارتفاع پرواز ۱۶,۷۶۴ متر (۵۵ هزار پا) دست پيدا كند.
به گفته‌ي شين ساخت هواپيماي ايكس ثمره‌ي همكاري همه مراكز پژوهشي هوانوردي ناسا است. او مي‌گويد:
بسياري از افراد در ناسا در تلاش بوده‌اند تا ما را به اين نقطه برسانند. با تشكر از تلاش‌هايي كه تاكنون انجام داده‌اند و در آينده انجام مي‌دهند، مي‌توانيم از هواپيماي ايكس براي ايجاد انقلابي در اصول و قواعد هوانوردي استفاده كنيم.
برنامه توسعه هواپيماي ايكس به سه مرحله تقسيم شده است كه پيش‌بيني مي‌شود طي سال‌هاي۲۰۱۹ تا ۲۰۲۵ اجرا شوند. مرحله اول كه از سال ۲۰۱۹ تا ۲۰۲۱ اجرا مي‌شود، شامل مطالعه طراحي و آماده‌سازي براي ساخت است. اگر اين مرحله موفقيت‌آميز باشد، ساخت هواپيماي مافوق صوت ناسا در تسهيلات پيشرفته شركت لاكهيد مارتين در پالمديل، كاليفرنيا شروع مي‌شود و به دنبال آن، مجموعه‌اي از آزمون‌هاي پرواز
شكل دماغه و طراحي بدنه منحصر‌به‌فرد هواپيماي مافوق صوت كم صدا (QueSST) نشان داده است كه مي‌تواند سر و صدا را كاهش دهد
مرحله دوم در سال ۲۰۲۲ شروع مي‌شود و برنامه‌ريزي شده است كه در اين مرحله آزمون‌هاي آزمايشي در پايگاه نيروي هوايي ادواردز در جنوب كاليفرنيا انجام شود. در مرحله سوم كه از سال ۲۰۲۳ تا ۲۰۲۵ به طول خواهد انجاميد، نخستين آزمون‌ها در پايگاه نيروي هوايي آرمسترانگ و سپس پروازهاي آزمايشي بيشتر در ۶ شهر ايالات متحده انجام خواهد شد.
در نهايت قرار است نتيجه‌ي اين آزمايش‌ها در اختيار سازمان هوانوردي فدرال (FAA) و سازمان بين‌المللي هوانوردي (ICAO) داده شود تا اين سازمان‌ها بتوانند تغييراتي را در قوانين فعلي به وجود بياورند. بنابراين، اگر اين برنامه موفقيت‌آميز باشد، ممكن است پروازهاي ارتفاع پايين تجاري به وسيله‌ي هواپيماهاي مافوق صوت امكان‌پذير شود.
هم انديشي ها