Ударные волны под контролем: NASA готовится исследовать снижение шума при сверхзвуковых полётах самолёта X-59 при помощи второго самолёта

NASA планирует использовать свои реактивные самолёты F-15B для полётов через ударные волны, возникающие при сверхзвуковом полёте, чтобы помочь в тестировании революционного самолёта X-59.

Когда самолёты преодолевают звуковой барьер, они создают ударные волны, которые распространяются в воздухе и производят громоподобные звуки. X-59, разработанный Lockheed Martin и NASA, был спроектирован с новой геометрией, которая может помочь снизить эти звуки до гораздо более тихого «хлопка».

Чтобы помочь агентству измерить эти «хлопки», Исследовательский центр им. Армстронга NASA планирует использовать исследовательский самолёт F-15B, который будет лететь за X-59 во время сверхзвукового полёта, неся два специально разработанных зонда, которые будут собирать точные данные об ударных волнах X-59, согласно заявлению NASA. Агентство заявляет, что такая схема позволит учёным анализировать данные об ударных волнах в режиме реального времени непосредственно там, где X-59 будет их производить.

Исследовательский самолёт NASA F-15B выполняет калибровочный полёт зонда над Калифорнией 6 августа 2024 года. Источник: NASA / Steve Freeman

Маленькие отверстия, или порты, на зондах будут измерять давление воздуха, скорость и направление во время полёта, собирая тысячи событий в секунду. Эти измерения позволят учёным NASA сравнить то, что они наблюдают во время испытательных полётов X-59, с данными из симуляций и моделей.

«Зонд, чувствительный к ударным волнам, позволит сравнивать прогнозируемые данные с реальными измерениями», — сказал Майк Фредерик, ведущий исследователь NASA по зондам, которые будут использоваться на самолётах агентства F-15B.

Один из зондов, установленных на F-15B, будет измерять ближние ударные волны, возникающие непосредственно за X-59 во время полёта, в то время как другой «среднепольный зонд» будет использоваться в более поздних испытаниях для измерения данных об ударных волнах ближе к земле.

Чтобы помочь в испытаниях X-59, NASA также использовало свои самолёты поддержки F-15D Eagle и F/A-18 Hornet для полётов над микрофонами, установленными в испытательном воздушном пространстве недалеко от Исследовательского центра им. Армстронга в западной части пустыни Мохаве.

Крупный план зонда NASA для измерения ударных волн показывает его «порты давления», предназначенные для измерения изменений давления воздуха во время сверхзвукового полёта. Зонд будет установлен на испытательном стенде NASA F-15B Aeronautics Research для калибровочных полётов, подтверждающих его способность измерять ударные волны, создаваемые X-59. Источник: NASA / Lauren Hughes

Агентство пояснило, что «учится слушать X-59 с помощью этих полётов, в ходе которых самолёты выполнят инвертированные пикирования, производящие "более мягкие" звуки, связанные с преодолением звукового барьера. Эти записи будут позже сравнены с записями звуков, которые, как ожидается, будут производиться X-59».

X-59 разработан для полёта со скоростью, превышающей скорость звука, без создания громоподобных звуков. Эти звуки являются причиной того, что сверхзвуковые полёты над сушей в пределах определённого расстояния от США запрещены с 1973 года.

Если технологии и концепции, тестируемые с помощью X-59, успешно снизят шум, производимый при преодолении звукового барьера, то это откроет перспективу одобрения сверхзвуковых самолётов для коммерческих авиаперевозок, что революционизирует не только гражданские авиаперевозки, но и помощь при стихийных бедствиях и медицинскую транспортировку.

После многих лет разработки и задержек, связанных с пандемией COVID-19, X-59 был представлен публике в январе 2024 года. Самолёт прошёл проверку готовности к полёту четыре месяца спустя и впервые запустил свой двигатель в ноябре 2024 года.

Дата первого испытательного полёта самолёта ещё не назначена.