كيف تتخلص طائرة ناسا الأسرع من الصوت من الضوضاء الصاخبة

[إعلان 1]

يساعد تصميم الأنف الطويل للغاية وإعادة وضع المحركات في طائرة X-59 الأسرع من الصوت على العمل بهدوء أكبر، حيث تنتج 75 ديسيبل فقط من الضجيج الصوتي بدلاً من 105 ديسيبل مثل طائرة كونكورد.

محاكاة تحليق طائرة X-59 فوق الأرض. الصورة: ناسا — محاكاة تحليق طائرة X-59 فوق الأرض. الصورة: *ناسا*

يُعدّ دوي الانفجار الصوتي أحد أسباب عدم تشغيل طائرات الركاب الأسرع من الصوت اليوم، وأحد العوامل التي حدّت من نجاح طائرة كونكورد، التي حلقت آخر مرة عام ٢٠٠٣. اقتصرت سرعة الطائرة الأسرع من الصوت على سرعات دون سرعة الصوت عند التحليق فوق اليابسة أو بالقرب من المناطق الساحلية. ووفقًا لشبكة CNN ، لا تزال اللوائح الدولية تُقيّد سرعة الطائرات التجارية بسرعات دون سرعة الصوت فوق اليابسة لتجنب تأثير دوي الانفجار الصوتي على المناطق السكنية.

تحاول ناسا الآن تغيير ذلك بتحويل صوت الانفجار إلى دويٍّ خفيف، مما يمهد الطريق لجيلٍ جديدٍ أكثر هدوءًا من الطائرات الأسرع من الصوت. تُدير الوكالة برنامجًا يُسمى "كويست". وقد تمثّلت ثمرة عقودٍ من البحث في طائرةٍ جديدةٍ أسرع من الصوت تُسمى "إكس-59"، والتي طُرحت لأول مرة في 12 يناير.

تُعد طائرة X-59 الأحدث في سلسلة طائرات تجريبية تشمل طائرة X-1 (التي أصبحت أول طائرة مأهولة تتجاوز سرعة الصوت عام 1947) وطائرة X-15 (التي سجّلت الرقم القياسي لأسرع رحلة مأهولة عام 1967 بسرعة 6.7 ماخ، أو 5200 ميل في الساعة). صُممت الطائرة الجديدة وبُنيت في منشأة Skunk Works التابعة لشركة Lockheed Martin في بالمديل، كاليفورنيا، بموجب عقد بقيمة 247.5 مليون دولار أمريكي مع وكالة ناسا. بعد مغادرة الحظيرة، ستخضع طائرة X-59 لاختبارات الأنظمة المتكاملة، وتشغيل المحرك، واختبارات المدرج استعدادًا لرحلتها الأولى. ومن المتوقع أن تُجري رحلتها الأولى في وقت لاحق من هذا العام.

قال كريج نيكول، مستشار في مقر ناسا: "ستكون طائرة X-59 أكثر هدوءًا بكثير من طائرة كونكورد أو أي طائرة أسرع من الصوت موجودة حاليًا". وأضاف: "الطائرة طويلة ورفيعة للغاية. يبلغ طولها حوالي 100 قدم، لكن باع جناحيها لا يتجاوز 28 قدمًا. يُعدّ مقدمة الطائرة سمة بارزة، إذ يبلغ طولها حوالي ثلث طولها".

يلعب الشكل المميز دورًا رئيسيًا في جعل الطائرة أكثر هدوءًا عند السرعات التي تفوق سرعة الصوت. فعندما تحلق الطائرة بسرعات دون سرعة الصوت، تنتقل الموجات الصوتية التي تُنتجها في جميع الاتجاهات. أما عند السرعات التي تفوق سرعة الصوت، فتُصدر الطائرة نفسها صوتًا، وتُضغط هذه الموجات وتُدمج في موجات صدمية تبدأ من مقدمة الطائرة وتنتهي عند ذيلها. وعندما تصل هذه الموجات المضغوطة بشدة إلى الأذن البشرية، تُحدث دويًا قويًا. لا يحدث هذا عند اختراق الطائرة لحاجز الصوت، بل هو تأثير مستمر يمكن لأي شخص في المخروط أسفل الطائرة سماعه طالما أن الطائرة تكسر سرعة الصوت.

صُمم شكل طائرة X-59 لمنع تصادم الموجات الصوتية. تنتشر هذه الموجات، مدعومةً بالأسطح الديناميكية الهوائية في مواقع رئيسية. كما وُضع المحرك الفردي أعلى الطائرة بدلاً من أسفلها، للحفاظ على سلاسة المقطع العرضي ومنع وصول موجات الصدمة إلى الأرض. ونتيجةً لذلك، ووفقًا لوكالة ناسا، تُصدر طائرة X-59 75 ديسيبل فقط من الصوت عند الطيران بسرعات تفوق سرعة الصوت، مقارنةً بـ 105 ديسيبل لطائرة كونكورد.

هذا يعني أنه قد يبدو كصوت رعد بعيد في الأفق، أو كصوت شخص يُغلق باب سيارة بقوة عند الزاوية، كما قال نيكول. "قد لا يسمع الناس حتى صوت انفجار. ولو سمعوه، لما فزعوا على الأرجح لأن الصوت منخفض جدًا ومنتشر، لذا فهو ليس عاليًا على الإطلاق."

من المتوقع أن تحلق طائرة X-59 بسرعة 1.4 ماخ، أو 900 ميل في الساعة. قبل ذلك، سيجري فريق Quesst سلسلة من الرحلات التجريبية في منشأة Skunk Works قبل نقل الطائرة إلى مركز أرمسترونغ لأبحاث الطيران التابع لناسا في إدواردز، كاليفورنيا، حيث ستعمل. سيبدأ البرنامج في أواخر عام 2024، حيث ستُجرى سلسلة من الرحلات التجريبية فوق أكثر من اثنتي عشرة منطقة سكنية في جميع أنحاء الولايات المتحدة، تم اختيارها لتنوع ظروفها الجغرافية والجوية.

بعد تحليق طائرة X-59 فوق مناطق مختارة، ستقوم ناسا بمسح المجتمعات المحلية على الأرض لمعرفة مدى استجابتها للضوضاء. الهدف هو التأكد من أن مستوى الصوت البالغ 75 ديسيبل مقبول. ستُشارك البيانات المجمعة مع إدارة الطيران الفيدرالية والهيئات التنظيمية الدولية. تعتقد ناسا أن تغيير القواعد سيمهد الطريق لجيل جديد من الطائرات الأسرع من الصوت لتسيير رحلات لم تكن معتمدة سابقًا، مثل الرحلات من نيويورك إلى لوس أنجلوس، مما يقلل أوقات الرحلات إلى النصف.

آن كانج (وفقًا لشبكة CNN )

[إعلان 2]
رابط المصدر