8 دقیقه
شرکت لاکهدمارتین اسکَنکوِرکز و ناسا یک نقطه عطف در تاریخ هوانوردی ثبت کردند: نمونه نمایشی مافوقصوت کمصدا X-59 برای نخستین بار بر فراز منطقه موجاوای کالیفرنیا پرواز کرد. این مأموریت آزمایشی در دامنه سرعت زیرصوت انجام شد و زمینه را برای آزمایشهای بعدی در حوزه گذر از ترانسونیک و مافوقصوت فراهم میکند که هدفشان کاهش یا مهار پدیده آکوستیکی «سونیک بوم» است.
پرواز نخست با برنامه‌ریزی دقیق
نمونه اولیه صبح روز 28 اکتبر از پایگاه پالمدِیل لاکهدمارتین برخاست، تا ارتفاع حدود 12,000 پا صعود کرد و پس از 1 ساعت و 7 دقیقه پرواز در پایگاه نیروی هوایی ادواردز فرود آمد. خلبان نیلس لارسن چکهای هندلینگ و تأیید داده‌های هواشناسی و آیرودینامیکی را تا سرعت‌های حداکثر حدود 250 نات انجام داد و به گفته لاکهدمارتین، هواپیما دقیقاً مطابق پیش‌بینی مهندسان رفتار کرد.
مدیران اسکَنکوِرکز این رویداد را نتیجه همکاری مداوم و بینسازمانی قلمداد کردند. رهبری موقت ناسا نیز X-59 را صرفاً یک هواپیمای آزمایشی ندانستند؛ بلکه آن را سکویی تجربی نامیدند که میتواند فناوریهایی را آزمایش کند که در صورت موفقیت، سفر مافوقصوت تجاری را آرام‌تر و از نظر جامعه مقبول‌تر سازد. این دستاورد، هم برای جنبههای فنی و هم برای پیامدهای سیاستگذاری هوانوردی اهمیت زیادی دارد.
چطور X-59 برای کمصدا بودن طراحی شده است
بر خلاف طراحیهای مرسوم هواپیماهای مافوقصوت قدیمی، X-59 دارای منقاری بسیار بلند و سوزنی‌شکل، بدنه‌ای آیرودینامیک که شکل آن برای نرم کردن تشکیل امواج ضربه‌ای طراحی شده و موتورهایی با جایگذاری بالاسری است. این ویژگی‌ها در کنار هم توزیع فشارهای تولیدشده در سرعت‌های مافوقصوت را بازآرایی میکنند تا به جای یک «بوم» ناگهانی و تیز، ناظران زمینی صدایی ملایم‌تر و کوتاه‌تر را تجربه کنند که معمولاً به صورت «تق» یا «تامپ» توصیف میشود.
به لحاظ فنی، هدف حذف کامل موجهای فشاری نیست، بلکه کنترل الگوی فضایی و شدت آنهاست. طراحیهای ناحیهای بدنه (area ruling)، طول بلند بینی برای تغییر توزیع فشار ابتدایی، و قرارگیری موتورها در بالای بدنه برای تغییر مسیر امواج خروجی، همه از روش‌هایی هستند که مهندسان برای «کم‌صداتر» کردن امواج در نظر گرفته‌اند. اصلاح آنتی‌شاک و کاهش تشکیل «N-wave» که شاخص اصلی صدای سونیک بوم است، از نقاط تمرکز پژوهشی بوده‌اند.
مشخصات فیزیکی X-59 شامل طول تقریبی 99.7 فوت (30.4 متر) و فاصله بال نزدیک به 29.5 فوت (9 متر) است. در مراحل بعدی برنامه انتظار می‌رود این هواپیما به سرعت‌های نزدیک به ماخ 1.4 دست یابد. در فازهای آینده، طراحان و مهندسان ناسا اثر آکوستیکی هواپیما را با استفاده از آرایه‌های میکروفون زمینی، سنجش‌های پروازی و مدل‌سازی عددی اندازه‌گیری خواهند کرد تا اثرات صدایی (acoustic footprint) به صورت کمی تعیین شود و بازخوردهای اجتماعی در جوامعی که مسیرهای پروازی از فراز آن‌ها می‌گذرد، ثبت گردد.
تحلیل سیگنال صوتی، محاسبه سطح فشار صوتی (SPL) و تبدیل آن به معیارهای قابل فهم برای عموم مانند دِسی‌بل‌های وزندار، همراه با محاسبات مربوط به آستانه ادراک انسانی، بخشی از روش‌های ارزیابی هستند. علاوه بر این، شبیه‌سازی‌های CFD و محاسبات آیرودینامیک (شامل شبیه‌سازی جریانات گذرده و ناپایدار) به مهندسان کمک میکنند تا منطق تغییر شکل بخشی از بدنه و چیدمان اجزا را بهتر درک کنند.
چرا این موضوع اهمیت دارد: از سیاستگذاری تا مسافران
پرواز مافوقصوت بر فراز زمین‌های آمریکا برای هواپیماهای تجاری عملاً از سال 1973 به دلیل آلودگی صوتی ناشی از سونیک بوم ممنوع شده بود. این موضع مقرراتی طی سال‌های اخیر مورد بازنگری قرار گرفته است: یک فرمان اجرایی ریاست‌جمهوری که در ماه ژوئن صادر شد خواستار رفع برخی از محدودیت‌ها شد و راه را برای آزمایشها و احتمالاً عملیات حمل‌ونقل مسافری در آینده باز کرد، مشروط بر اینکه سطح صدا پایین باقی بماند و جوامع محلی با پروازها کنار بیایند.
برای خطوط هوایی و تولیدکنندگان هواپیما، راه‌حل کم‌بوم میتواند مسیرهای کوتاه‌تر و زمان‌های سفر سریع‌تر بین قاره‌ها را مهیا سازد و مزیتی رقابتی در بازار مسافرت‌های بلندبرد ایجاد کند. مسافرانی که حاضرند مبلغ بیشتری بپردازند می‌توانند از کاهش زمان پرواز بهره‌مند شوند، اما پذیرش اجتماعی و مقرراتی لازمه تجاری‌سازی است.
برای جوامع محلی، اولویت داشتن صدایی با شدت پایین، قابل پیش‌بینی و بدون اختلال در زندگی روزمره است. به همین دلیل ناسا برنامه‌هایی برای اجرای «آزمایشهای عبور از فراز جوامع» طراحی کرده است. این برنامه‌ها ترکیبی از جمع‌آوری داده‌های عینی آکوستیک، مصاحبه‌ها و نظرسنجیهای ساکنان و ارزیابی‌های کیفی هستند تا پاسخ عمومی ارزیابی شده و نتیجه‌گیری‌های سیاستی قابل اتکا ارائه شود. داده‌های به‌دست‌آمده می‌توانند به تنظیم استانداردهای جدید صدایی، تعیین سقف‌های مجاز برای پروازهای مافوقصوت و تعریف مسیرهای پروازی سازگار با محیط زیست شهری کمک کنند.
مسائل مربوط به محیط‌زیست صوتی شهری، مطالعه تأثیرات تجمعی (cumulative noise impacts)، و نیاز به گزارش‌دهی شفاف برای تصمیم‌گیرندگان محلی و ملی، از جمله دغدغه‌های مهم در این مسیر هستند. همچنین موضوعات دیگری مانند مصرف سوخت در سرعت‌های بالا، انتشار گازهای گلخانه‌ای و قابلیت بهره‌برداری اقتصادی نیز باید در آزمون‌های بعدی مورد بررسی قرار گیرند تا تصویری جامع از پیامدهای ورود مجدد سفرهای مافوقصوت به خطوط هوایی ترسیم شود.
شتاب صنعت و رویکردهای رقیب
X-59 یکی از پروژه‌های متعددی است که به دنبال تحقق سفر مافوقصوت کمصدا هستند. شرکت Boom Supersonic نمونه مقیاسی به نام XB-1 را آزمایش کرده و هدف‌گذاری کرده است تا نخستین پرواز نمونه کامل Overture را در سال 2027 انجام دهد؛ جتی که قرار است در ارتفاعاتی پرواز کند که اثرات صوتی آن روی زمین کمتر محسوس خواهد بود. Spike Aerospace نیز هواپیمای تجاری کوچک S-512 Diplomat را به عنوان یک جت تجملی کم‌بوم برای بازار جایگاه ویژه طراحی میکند.
در همین حال، استارتاپ‌هایی مانند Aerion و Exosonic پیش‌تر به دنبال اهداف مشابه بودند اما به‌دلیل کمبود منابع مالی فعالیت‌شان متوقف شد. این تجربه‌ها نشان میدهد که مسیر بازگشت فناوری مافوقصوت به بازار تجاری نیازمند سرمایه‌گذاری بلندمدت، پایداری مالی و تعامل نزدیک با نهادهای مقرراتی است. رقابت بین رویکردهای فنی مختلف — از تغییر پیکربندی بدنه تا بهینهسازی مسیرهای پروازی و انتخاب ارتفاع مناسب — احتمالاً مجموعه‌ای از راه‌حل‌ها را شکل خواهد داد، نه یک راه‌حل واحد.
این تلاش‌های موازی نشان‌گر احیای فشارهای تجاری و فناوری برای آشتی دادن سرعت پرواز بالا با محدودیت‌های زیست‌محیطی و جامعه‌محور هستند. نقش X-59 عمدتاً علمی و سیاست‌گذارانه است: تولید داده‌های معتبر و قابل اتکا که می‌توانند سیاست‌های هوانوردی، مقررات صدایی و رویه‌های صنعتی را شکل دهند. در نتیجه، حتی در صورتی که X-59 خود تجاری نشود، نتایج مطالعات آن میتواند زیربنایی برای توسعه نسل‌های بعدی جت‌های مافوقصوت فراهم کند.
گام‌های بعدی در برنامه آزمایشی X-59
اسکَنکوِرکز برنامه دارد که کمپین آزمایشی اولیه را ادامه دهد و حریم پروازی X-59 را توسعه دهد تا حوزه‌های ترانسونیک و مافوقصوت را نیز دربرگیرد. در فازهای ابتدایی، تمرکز بر ایمنی، اثبات پایداری عملکرد و تأیید سامانه‌های پروازی است؛ سپس نوبت به تست‌های پیمانه‌ای آکوستیک خواهد رسید که توسط ناسا رهبری می‌شوند.
در بخش اندازه‌گیری آکوستیک، ناسا از آرایه‌های میکروفون گسترده، سنجش‌های پروازی با داده‌برداری دقیق، و مدل‌سازی عددی برای استخراج الگوهای صوتی استفاده خواهد کرد. همزمان کارزارهای مشارکت با جوامع محلی برای ثبت واکنش‌های واقعی مردم در برابر صدای «تامپ» طراحی شدهاند. این ترکیب داده‌های کمی و کیفی برای ارائه توصیه‌های قوی به نهادهای قانون‌گذار ضروری است تا مشخص شود آیا مجاز ساختن پروازهای مافوقصوت معمولی بر فراز زمین امکان‌پذیر و قابل پذیرش خواهد بود یا خیر.
نتایج این مرحله‌ها تعیین خواهد کرد که آیا ضربه‌های ملایم صوتی تولیدشده توسط X-59 می‌توانند راه را برای عصر جدیدی از سفرهای هوایی سریع و کم‌صداتر هموار سازند. موانع متعدد فنی، اقتصادی و اجتماعی باید برداشته شوند: از استانداردسازی معیارهای اندازه‌گیری آکوستیک گرفته تا ایجاد چارچوب‌های مالی برای خطوط هوایی و اطمینان از هماهنگی بین‌المللی در حوزه مقررات پروازی مافوقصوت.
به طور خلاصه، پرواز نخست X-59 یک گام مهم پژوهشی و سیاستی است که میتواند پیامدهای گسترده‌ای برای صنعت هوانوردی، سیاست‌گذاران و مسافران داشته باشد. در سال‌های آینده، دادهها و تجربه‌های میدانیِ حاصل از این برنامه خواهند گفت که آیا سفر مافوقصوت کمصدا میتواند به بخشی از ناوگان حمل‌ونقل جهانی بدل شود یا خیر.
منبع: sciencealert
نظرات
تریپمایند
زیاد هیجان‌زده نشین، ممکنه کلی تبلیغ باشه بعد معلوم بشه مصرف سوخت و اثر اقلیمی چی میشه. اول شفافیت بعد پرواز
بیونیکس
رویکرد علمی و ترکیب داده کمی و کیفی خوبه. اما CFD و شبیه‌سازی‌ها فقط نیمی از ماجراست، آزمایش میدانی تعیین‌کننده است
توربوام
تو شرکت هوافضا کار نکردم ولی با تست‌های آکوستیک آشنا هستم 🤔 گرفتن داده میدانی واقعاً کارِ سختیه، امیدوارم مردم همکاری کنن
کوینپایلوت
این واقعیه یا شو تبلیغاتی؟ دادهها که باید شفاف باشه، مخصوصا برای قانونگذاران. اگه سطح صدا واقعا کم باشه، تازه یه شروعه
روداکس
وای، فکرشو نمی‌کردم انقدر پیشرفته باشه! اگه واقعا صدای سونیک بشه اینجوری ملایم، سفرها واقعا عوض میشه... امیدوارم نتایج واقعی باشه
ارسال نظر