جت فضایی ناسا که پرواز میکند، اما از زمین جدا نمیشود! راز این فناوری شگفتانگیز چیست؟
احتمالاً شما هم درباره جتهای فضایی پرسرعت شنیدهاید و کنجکاوید بدانید ناسا چگونه هواپیمایی میسازد که بدون پرواز، عملکردش را در شرایط واقعی شبیهسازی میکند. در این مقاله، به بررسی آزمایشهای پیشرفتهای میپردازیم که روی هواپیمای مافوق صوت X-۵۹ انجام شده و رازهای این فناوری منحصربهفرد را برملا میکنیم.
هواپیمای آزمایشی X-59 Quiet Supersonic Technology ناسا، اخیراً یک سری آزمایشهای زمینی پیشرفته را پشت سر گذاشته است. این آزمایشها، شرایط پرواز واقعی را بدون اینکه هواپیما حتی از آشیانه خارج شود، شبیهسازی میکردند. این آزمایشها در تأسیسات Skunk Works شرکت لاکهید مارتین (Lockheed Martin) در پالمدیل کالیفرنیا، به عنوان بخشی از پروژه Low-Boom Flight Demonstrator ناسا انجام شد. یافتهها و بهروزرسانیهای مربوط به پیشرفت کار، توسط ناسا مستندسازی و به اشتراک گذاشته شده است.
شبیهسازی پرواز روی زمین: آزمایش پرنده آلومینیومی
X-۵۹ که با نام آزمایش “پرنده آلومینیومی” شناخته میشود، تحت ارزیابیهای دقیقی قرار گرفت. در این آزمایشها، زیرسیستمهای داخلی و رایانههای پرواز هواپیما طوری برنامهریزی شده بودند که دقیقاً مانند شرایط پرواز در آسمان عمل کنند. برخلاف آزمایشهای پرواز سنتی، موتور خاموش بود، اما سطوح کنترل هواپیما به صورت پویا به ورودیهای خلبان و پارامترهای شبیهسازی شده پرواز مانند ارتفاع، سرعت و تغییرات دما پاسخ میدادند.
یوهان لین (Yohan Lin)، مهندس ارشد اویونیک از مرکز تحقیقات پرواز آرمسترانگ ناسا (NASA’s Armstrong Flight Research Center) توضیح داد: «ایده پشت این آزمایشها این است که زیرسیستمها و رایانه پرواز هواپیما را طوری هدایت کنیم که انگار در حال پرواز است.»
مهندسان به طور عمدی نقصهای مختلفی را در سیستم تزریق کردند تا بررسی کنند که آیا رایانه پرواز و ورودیهای خلبان میتوانند این خطاها را جبران کرده و از آنها بازیابی کنند یا خیر. او افزود: «ما فکر میکردیم که ممکن است در طول آزمایشها مواردی را پیدا کنیم که ما را وادار کند تا به عقب برگردیم و آنها را برای عملکرد بهتر، به ویژه در مورد برخی از نرمافزارها، تنظیم کنیم، و این همان چیزی است که در نهایت تجربه کردیم. بنابراین، این آزمایشها بسیار مفید بودند.»
این نوع آزمایش به طور تاریخی با عنوان آزمایش “پرنده آهنی” شناخته میشود، جایی که زیرسیستمها روی یک قاب فلزی ثابت بررسی میشوند. با این حال، از آنجایی که X-۵۹ یک نمونه اولیه منحصربهفرد است، استفاده از خود هواپیما برای این آزمایشها هزینهها را کاهش داد و دادههای دقیقتری از یکپارچهسازی سیستم ارائه کرد.
فناوری پشت پرواز مافوق صوت آرام X-۵۹
طراحی X-۵۹ شامل چندین فناوری نوآورانه است که بر به حداقل رساندن صداهای بلند صوتی که معمولاً در جتهای مافوق صوت وجود دارد، متمرکز است. Skunk Works شرکت لاکهید مارتین (Lockheed Martin’s Skunk Works) بدنه باریک و بلند و کاناردهای جلویی هواپیما را برای تغییر شکل امواج ضربهای که هنگام شکستن دیوار صوتی ایجاد میشوند، توسعه داده است.
X-۵۹، ۱۰۰ فوت (۳۰.۴ متر) طول و ۲۹.۵ فوت (۹ متر) عرض بال دارد. اجزای کابین خلبان آن از یک جت آموزشی T-۳۸ “Falon” اقتباس شده است و ارابه فرود آن از جنگنده F-۱۶ “Falcon” تهیه شده است. نیروی محرکه آن از یک موتور جنرال الکتریک F-۴۱۴ (General Electric F-۴۱۴) تأمین میشود و به X-۵۹ اجازه میدهد تا با سرعت ماخ ۱.۴۲ (۹۴۰ مایل در ساعت یا ۱۵۱۰ کیلومتر در ساعت) حرکت کند و به حداکثر سرعت ماخ ۱.۵ (۹۹۰ مایل در ساعت یا ۱۵۹۰ کیلومتر در ساعت) در ارتفاعات حدود ۵۵۰۰۰ فوت (۱۶۸۰۰ متر) برسد.
هدف کلی این است که هواپیمایی ساخته شود که قادر به سرعتهای مافوق صوت باشد، در حالی که سطوح صوتی را به اندازهای پایین تولید میکند که مردم روی زمین صدای انفجار صوتی را به صورت یک “ضربه” آرام بشنوند یا اصلاً نشنوند.
X-۵۹ ناسا ممکن است پروازهای مافوق صوت را بر فراز خشکی به واقعیت تبدیل کند
آزمایش سیستمهای X-۵۹ روی زمین یک گام حیاتی به سوی نمایشهای پروازی واقعی است که طراحی کمصدا بودن آن را بیشتر تأیید میکند. موفقیت این شبیهسازیها تضمین میکند که هنگامی که هواپیما به آسمان میرود، اویونیک و سیستمهای کنترل آن به طور قابل اعتمادی به شرایط لحظهای پاسخ خواهند داد.
هنگامی که آزمایشهای پرواز آغاز شوند، ناسا دادهها را جمعآوری میکند تا با نهادهای نظارتی مانند اداره هوانوردی فدرال (FAA) به اشتراک بگذارد و هدف آن بهروزرسانی مقررات مربوط به سر و صدا است که در حال حاضر سفر مافوق صوت را بر فراز مناطق پرجمعیت محدود میکند.
اگر X-۵۹ انتظارات را برآورده کند، میتواند با فعال کردن سفرهای هوایی سریعتر در سراسر قارهها بدون ایجاد مزاحمت برای جوامع زیر، انقلابی در هوانوردی تجاری ایجاد کند. ناسا همچنان هر مرحله از توسعه X-۵۹ را از طریق بهروزرسانیهای فنی و اطلاعرسانی عمومی مستند میکند.
رمان بازار