美國宇航局將建造一架安靜的超音速飛機:X-59

美國宇航局將建造一架安靜的超音速飛機:X-59

美國宇航局的X-Plane項目已經有70年的歷史了。在這幾十年裡,該機構開發了一系列飛機和火箭,以測試各種技術和設計進步。現在,美國宇航局已經批准最新的X-59進行最後的組裝。

X-59是一款超音速飛機。它的全稱是X-59安靜超音速技術(QueSST)飛機。X-59的設計目的是在沒有音爆的情況下突破音障,而不是像之前的某些X-Plane那樣追求更高的速度或更高的高度。當X-59通過音障時,即使有聲音,也只會發出一聲巨響。

X-59的初步設計在2016年2月開始。美國宇航局想要開發一種超音速飛機來消除音爆。超音速飛機已經出現一段時間了,並已作為商業航空公司的飛機。協和飛機一直服役到2003年,但是協和飛機制造的音爆是有問題的:協和飛機只允許在海上飛行,因為噪音對人口稠密的地區來說太大了。

但是超音速飛機的速度人類是很難抗拒的。設計者認為,飛機的形狀可以改變,以消除音爆,使超音速飛機重新投入使用。早期的測試飛機,諾斯羅普F5-E,有一個特殊形狀的鼻子,設計者希望可以減少或消除音爆。


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超音速飛機設計書籍《平息轟鳴》(Quieting the Boom)的作者勞倫斯·R·本森說:“這一修改使得F-5E的前部有點像鵜鶘的喙,它經過精心設計,改變了飛行速度超過音速時產生的激波的模式。”

噴氣機發出的音爆與發動機無關。這種轟鳴聲來自於激波,當飛機衝破聲音屏障時,激波在飛機的尾跡處結合在一起。只要飛機以高於音速的速度飛行,這種轟隆聲就是連續不斷的。


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X-59在所謂“鴨翼”的幫助下達到降噪水平。鴨翼是小的前翼,位於主翼的前面。它們形成激波,防止它們在飛機後面凝聚。


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X-59的一個設計讓步是駕駛艙的前方能見度有限。為了解決這個問題,飛機將配備外部可視系統(XVS)。XVS是一個由傳感器、計算機和顯示技術組成的系統,這些技術將在駕駛艙顯示器上覆蓋重要的飛行信息,包括機場進近、起飛和著陸的視覺輔助設備。其結果是飛機前方視線的一種“虛擬現實”或增強現實。

現在美國宇航局宣佈,X-59已經通過了關鍵決策點D,這是一種組裝前的最終審查。一旦飛機準備好試飛,美國宇航局官員將在2020年底再次開會,批准2021年的首次試飛。

一旦它開始飛行,它將在地面平民觀察員的幫助下進行嚴格的測試。它將在美國選定的社區上空飛行,這些社區將報告他們對飛機聲音的觀察。這是為了衡量公眾對飛機的看法,並協助為未來的超音速飛機制定新的飛行指南。

美國宇航局採用了一種獨特的方法來可視化超音速飛機產生的聲波。它被稱為“紋影攝影”,最早於1864年開發,用於拍攝流體流動。美國航天局在利用它來成像飛機激波方面取得了長足的進步,它是X-59發展的關鍵部分。


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洛克希德馬丁公司正在加州的臭鼬工廠建造X-59。這架飛機預計耗資約2.5億美元。到2020年晚些時候,最終組裝應該完成。


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