Hovedbilde: En kunstners konsept av X-59 QueSST. Kreditt: Lockheed Martin

Det kan dramatisk redusere reisetid, men supersonisk flytur eksisterer knapt. Men det er nå et nytt løp om å produsere den første Concordeen for det 21. århundre, takket være ny teknologi som tillater flyingeniører å overvinne den eneste tingen som har gjort så langt til å gjøre supersonisk flytrafikk uhåndterlig: Sonic boom.

Cue NASA, og dens forsøk på å gjenopplive den banebrydende serien eksperimentelle X-planer som strekker seg tilbake til Bell X-1, hvor Chuck Yeager ble den første mannen til å bryte lydbarrieren i 1947.

  • Har du en glimrende ide for neste store teknologiske innovasjon? Skriv inn vår Tech Innovation for Future-konkurransen, og du kan vinne opptil £ 10,000!

Hva er en sonisk boom?

Vi flyr fremdeles med samme hastigheter som først ble oppnådd på 1960-tallet fordi supersonisk flytur ble aldri rimelig, ikke sant? Det er delvis sant, men et annet stort problem med luksusflyvningen Concorde var den svært høye soniske bommen - rundt 130 desibel - som kunne høres av noen under den mens den reiste med supersoniske hastigheter.

Shockwaves danner rundt fly som reiser med lydens hastighet. Kreditt: NASA

(Bilde: © NASA)

En lydbom er en shockwave. Når noe beveger seg raskere enn lydens hastighet - 717mph - stødbølger danner seg rundt nesen, forplanter seg fra flyet, og høres på bakken som en lydbom. I tilfelle av Concorde var det faktisk en dobbel sonisk boom, og det var derfor Concorde ikke lov til å fly med supersoniske hastigheter over land; det fløy mest over Atlanterhavet mellom London / Paris og New York, og aldri over Europa, Asia, Nord-Amerika eller annen landmasse.

Hva gjør NASA?

“Returen av supersonisk passasjerfly har vært en bakgrunnsoperasjon siden grunnlaget for Concorde,“ sier aerospace ekspert Paul Kostek, senior system ingeniør ved Base2 Solutions og et senior medlem av Institutt for elektriske og elektroniske ingeniører (IEEE). Faktisk slo NASA nylig en avtale med det franske nasjonale luftfartsforskningsenteret ONERA for å samarbeide om forskning som forutsier hvor soniske bommer vil bli hørt som supersonisk flyflyt overhead.

X-59 QueSST vil reise på 940mph. Kreditt: NASA

(Bilde: © NASA)

“Dette partnerskapet viser at det er interesse for supersonisk reise over hele verden,” sier Jaiwon Shin, NASAs assisterende administrator for luftfart. “Å løse problemet med irriterende soniske bommer kan i siste instans redusere reisetiden til verdensomspennende destinasjoner i halvparten.” Målet med forskningen er å forutsi nøyaktig hvor soniske bommer kommer til grunnen.

NASAs nye X-fly

Det eksperimentelle fly-eksperimentelle flymotoren (249,5 millioner) som ble utviklet for NASA av Lockheed Martins Skunk Works-anlegg - skapere av det legendariske SR-71 Blackbird-rekognosasjonsflyet som fløy på Mach 3 for US Air Force - vil cruise på 55.000 føtter med en hastighet på rundt 940mph og skape “en lyd omtrent like høy som en bildør lukker“ i stedet for en vanlig sonisk boom, ifølge NASA.

“NASA og Lockheed Martin begynner vindtunnel testing av QueSST design,“ sier Kostek. Forventet å fly i 2021, vil QueSST-design fly som Low Boom Flight Demonstration (LBFD), med sikte på å eliminere sonisk boom. “Dette vil bli oppnådd ved gradvis å øke trykket rundt flyet og redusere stødbølgene når flyet passerer gjennom supersonisk fart,” sier Kostek.

X-59 QueSST flyr over fellesskap i USA. Kreditt: NASA


(Bilde: © NASA)

Så hvordan og hvorfor skjer dette nå? Det er ned til nye materialteknologier. “Adventen av kompositter har forbedret muligheten til å bygge denne nye generasjonen av supersoniske fly,“ sier Kostek. “Former - kropp, nese, vinger - som ikke var mulige med titan, kan nå gjøres ved hjelp av sammensatte teknologier.“ NASA sier flyets karakteristiske form - spesielt dens lange nese og høyt feide vinger - vil gjøre soniske bommer til 'sonic thumps'.

QueSST-tester

Fra 2022 vil NASA utføre flyetester i et bud for å bevise at den stille supersoniske teknologien fungerer som designet, og fra 2023 til 2025 vil den flyve X-59 QueSST over flere amerikanske byer med supersoniske hastigheter. Det vil da undersøke folkene som bor under flyruter, og se om / hvor mye flyene irritert dem. Dataene de samler, vil bli sendt til amerikanske og internasjonale regulatorer med tanke på nye lydbaserte regler rundt supersonisk fly over land.

Det er avgjørende, for all supersonisk reise over land er for tiden forbudt. I tillegg til å forsøke å løse de tekniske problemene, må NASA gjøre saken for å oppdatere folkeretten.

Kan X-59 QueSST slå bommen? Kreditt: NASA

(Bilde: © NASA)

Babyboomer

Det er ikke bare NASA som jobber med bomløse supersoniske fly. Et annet slikt plan er Baby Boom, Boom Technology's XB-1 Supersonic Demonstrator, som nå bygges i Colorado. Et 55-seters kommersielt supersonisk fly, det kunne gjøre turen fra London til New York på bare tre timer med hastigheter på Mach 2.2 eller 1.451mph - det er raskere enn Concorde.

“Boom jobber med et eksperimentelt testbåtfly, som skal brukes til bevis på konsept, og eliminering og begrensning av sonisk boom,“ sier Kostek. Japan Airlines og Virgin Group er tidlige investorer, de tidligere har forhåndsbestilt 20 Baby Boom-fly.

Baby Boom støttes av Virgin og Japan Airlines. Kreditt: Boom Technology

(Bilde: © Boom Technology)

Hva gjør Boeing?

Boeing er en annen flybygger med design på å bryte lydens hastighet. “Boeing har også annonsert at et konceptkonsept er i arbeid for et Hypersonisk (Mach 5) fly,“ sier Kostek. Mach 5 er en enorm 3.836 mph, og Boeing hevder at et personbil med hypersonisk personlighet som dette kunne nå nesten hvor som helst i verden innen en til tre timer.
Hvordan det slår bommen er litt av en jukse. “Planen er at flyet skal fly høyere, til 95 000 fot i motsetning til dagens operasjoner på 45 000 fot,“ sier Kostek. Hvis det noen gang blir luftbåren, vil det ikke være i minst 20 år.

Boeings designkonsept for et passasjerbærende hypersonisk fly. Kreditt: Boeing

(Bilde: © Boeing)

Boeing utviklet tidligere X-51 Waverider, et ubemannet forskningscramjet eksperimentelt fly for hypersonisk flytur på Mach 5.

“Vi er glade for potensialet med hypersonisk teknologi for å koble verden raskere enn noen gang før,“ sa Kevin Bowcutt, senior teknisk stipendiat og sjefforsker av hypersonikk hos Boeing. “Boeing bygger på et fundament av seks tiår med å designe, utvikle og fly eksperimentelle hypersoniske kjøretøyer, noe som gjør oss til rette for å lede innsatsen for å bringe denne teknologien til markedet i fremtiden.“

Er supersonisk luftfart økonomisk levedyktig?

Selv om det definitivt kommer i noen form - Virgin Galactics romfartstureringsplan nylig nådde Mach 1.9, tross alt - i overskuelig fremtid vil supersonisk reise sannsynligvis være begrenset til spesialistfly, luksus forretningsreise og nasjonal sikkerhet, og ikke masse kommersielle tjenester. Teknologifallet kan bli fylt av NASA, og lydbommen utryddes, men det er fortsatt lite spørsmål om flybillettene - den enorme luftfarten er jo bygget på lave priser.

“Finansielle problemer vil kjøre hvis disse flyene noensinne har lykkes på markedet,“ sier Kostek. “Hvor mye vil passasjerer være villig til å betale for for raskere reise?”

Techradar sin Neste Up-serien er brakt til deg i forbindelse med Ære

  • Tror du at du har den beste innovasjonsideen? Deretter kan du vinne £ 10.000!