NASA初のブームレス超音速飛行機であるX-59はどのように動作するのでしょうか?

プロフィールを見てみると、 NASAが12月12日に公開したX-59実験機 そしてロッキード・マーチン社は、ブレイクとモーティマーの最初の冒険の中心となった潜水機、超音速、ラジコン戦闘機ソードフィッシュに似ているので、ファンを大いに喜ばせるでしょう。 エドガー・P・ジェイコブスの漫画とは異なり、この装置の巨大で非常に薄いノーズは、美的理由から設計されたのではなく、非常に特別な理由で設計されました。それは、「音が壊れる」ときに発生する「衝撃音」の強さを軽減するためです。バリア。

今年後半に初離陸が予定されているこの実証機によるアメリカ航空宇宙局の目的は、大陸上空での飛行が認可されるほど静かな商用超音速航空機の製造が可能であることを証明することである。 NASA のためにロッキード・マーチンによって製造された X-59 の例はユニークであり、大量生産を目的としていません。 「騒音は明らかに将来の民間超音速航空機にとって制限問題の一つです。 フランスの航空宇宙研究センター ONERA の研究エンジニア、クエンティン・ベネハル氏はこう述べています。 50年前の1973年、アメリカの規制により民間航空機の陸上上空での超音速飛行が禁止され、コンコルドに開かれる商業航路の数が減少した。

衝撃波

かなり広く信じられている考えとは異なり、超音速ブームは航空機が音速を超えると一度だけ発生するものではなく、航空機の速度が音速 (約 1200 km/h) を超えると継続的に発生する騒音です。 「飛行機は発生する音波よりも速く進み、その結果、航空機の機首から胴体後部まで衝撃波が発生します。 クエンティン・ベネハード氏はこう説明する。 これらの衝撃波は地面に伝播するにつれて結合し、加算され、突然、不快な騒音を発生させます。 マッハ2で飛行していたコンコルドの場合、約100デシベルの衝撃音が発生し、爆発と混同される可能性がある。 したがって、騒音は継続的ですが、飛行機とともに移動する衝撃波であるため、衝撃音は飛行機の地面の痕跡の下にいるすべての人々に徐々に聞こえます。 飛行機。

2020年9月にパリ地域上空で起こったように、フランスでは戦闘機による超音速飛行でのまれな通過が、時々国民の間で不安を引き起こす。

数十年にわたる研究の末、超音速ブームを緩和するためにNASAが選択した解決策は、飛行機の形状に取り組み、衝撃波を可能な限り軽減し、衝撃波が伝播中に加算されないように行動することでした。雰囲気。 その結果、非常に細身の X-59 が誕生し、機首の長さは飛行機の全長の 3 分の 1 に達しました。 その全体の形状は、特に翼と胴体の接合部やエンジン吸気口などの不連続な部分で衝撃波を強調する圧力ピークを低減するように設計されています。 このため、すべての音波が地面ではなく上に向かうように、原子炉の空気取り入れ口は胴体の上に設置されました。 コックピットの窓も同様に、破損を避けるために胴体と連続して取り付けられています。 前方を直接見ることができないため、パイロットはコックピット内の大きな平面スクリーンに映像を投影しながら離陸・着陸する必要があります。

風洞検証

NASAは依然として住民の騒音公害を軽減するという考えを持ち、コンコルドの巡航速度よりも少し低い、マッハ2ではなくマッハ1.4を選択しました。実際、衝撃音の力は速度によっても増幅されます。飛行機の大きさのように。

一般的な形状は、 ONERA と DLR (ドイツの宇宙機関)。 「コンコルド以来、私たちはこの問題に長い間取り組んできました。 クエンティン・ベネハルト氏はそう語る。

ロビン・ベック/-

これらすべての革新により、NASA のエンジニアは、X-59 の「超音速騒音」は約 75 デシベルになると予測しています。これは、数メートル先で車のドアが閉まる音に相当します。 雷鳴に近い強度だったコンコルドの 105 dB に比べれば、ゲインは非常に大きいはずです。 機内測定キャンペーンは、「衝撃音」の強さに影響を与えることが知られている地形や天候の変化を考慮して、米国の6つの異なる地理的地域で実施されます。 NASAの技術者らは、X-59が既存の超音速機よりも静かになると確信しているが、測定キャンペーンの一環として、この修正された騒音が上空を飛行する住民に受け入れられるかどうかを検証することが目的となる。