Cómo el avión supersónico de la NASA elimina las explosiones ensordecedoras

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El diseño de nariz extremadamente larga del avión estadounidense y el reposicionamiento de los motores ayudan a que el avión supersónico X-59 funcione más silenciosamente, produciendo sólo 75 decibeles de ruido sónico en lugar de 105 decibeles como el Concorde.

Simulación del X-59 volando sobre tierra. Foto: NASA — Simulación del X-59 volando sobre tierra. Foto: *NASA*

El boom sónico es parte de la razón por la que hoy en día no operan aviones de pasajeros supersónicos y uno de los factores que limitaron el éxito del Concorde, que voló por última vez en 2003. El avión supersónico estaba limitado a velocidades subsónicas cuando volaba sobre tierra o cerca de zonas costeras. Las regulaciones internacionales actuales aún limitan la velocidad terrestre de los aviones comerciales a un nivel inferior a la velocidad del sonido para evitar el impacto de las explosiones sónicas en áreas residenciales, según CNN .

Ahora, la NASA busca cambiar esa dinámica convirtiendo el estruendo en un golpe suave, allanando el camino para una nueva generación de aviones supersónicos más silenciosos. La agencia está ejecutando un programa llamado Quest. El resultado de décadas de investigación es un nuevo modelo de avión hipersónico llamado X-59, que fue lanzado el 12 de enero.

El X-59 es el último de una línea de aviones experimentales que incluye el X-1 (que se convirtió en el primer avión tripulado en superar la velocidad del sonido en 1947) y el X-15 (que estableció el récord del vuelo tripulado más rápido en 1967 a Mach 6,7, o 5.200 mph). El nuevo avión fue diseñado y construido en las instalaciones Skunk Works de Lockheed Martin en Palmdale, California, bajo un contrato de 247,5 millones de dólares con la NASA. Después de salir del hangar, el X-59 se someterá a pruebas combinadas de sistemas, operación de motor y pruebas de pista en preparación para su primer vuelo. Se espera que el vehículo despegue por primera vez a finales de este año.

"El X-59 será mucho más silencioso que el Concorde o cualquier otro avión supersónico que existe hoy en día", dijo Craig Nickol, asesor de la sede de la NASA. El avión es extremadamente largo y esbelto. Mide casi 30,5 metros de largo, pero su envergadura es de tan solo unos 8,8 metros. El morro es un elemento destacado de este avión, equivalente a un tercio de su longitud.

La forma especial juega un papel clave para hacer que el avión viaje mucho más suave cuando viaja a velocidades supersónicas. Cuando un avión vuela a velocidades inferiores a la velocidad del sonido, las ondas sonoras que crea pueden viajar en todas direcciones. Sin embargo, a velocidades supersónicas, el propio avión emitirá sonido, las ondas sonoras se comprimirán y combinarán en ondas de choque, que se originarán en la nariz y terminarán en la cola. Cuando esta onda de choque altamente comprimida llega al oído humano, crea un boom sónico. Esto no sucede cuando los aviones rompen la barrera del sonido. En cambio, es un efecto continuo que puede ser escuchado por cualquier persona dentro del cono debajo del avión, siempre que el vehículo exceda la velocidad del sonido.

La forma del X-59 está diseñada para evitar que las ondas sonoras se combinen entre sí. Se extenderán con la ayuda de superficies aerodinámicas en lugares clave. El motor único también está colocado encima, en lugar de debajo, del avión, para mantener una sección transversal suave que evita que las ondas de choque lleguen al suelo. Gracias a eso, según la NASA, el X-59 solo produce 75 decibelios de sonido cuando viaja a velocidades supersónicas, en comparación con los 105 decibelios del Concorde.

"Eso significa que el sonido del avión podría ser como un trueno lejano en el horizonte o como si alguien cerrara de golpe la puerta de un coche a la vuelta de la esquina", describió Nickol. Es posible que la gente ni siquiera oiga las explosiones. Si las oyen, seguro que no se asustarán, porque el sonido es tan bajo y difuso que no resulta nada fuerte.

Se espera que el X-59 vuele a 1,4 veces la velocidad del sonido, o 1.489 kilómetros. Antes de eso, el equipo de Quest realizará varios vuelos de prueba en las instalaciones de Skunk Works antes de trasladar la aeronave al Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la NASA en Edwards, California, la base operativa del vehículo. La parte principal del programa comenzará a fines de 2024, cuando se realizarán una serie de vuelos de prueba en más de una docena de vecindarios en todo Estados Unidos, seleccionados por una variedad de condiciones geográficas y atmosféricas.

Después de que el X-59 vuele sobre áreas seleccionadas, la NASA examinará las comunidades en el terreno para ver cómo reaccionan al ruido. El objetivo es validar la hipótesis de que el boom sónico de 75 decibeles es aceptable. Los datos recopilados se proporcionarán a la Administración Federal de Aviación de Estados Unidos y a legisladores internacionales. La NASA cree que el cambio de regla allanará el camino para que una nueva generación de aviones supersónicos puedan volar rutas no permitidas anteriormente, como de Nueva York a Los Ángeles, reduciendo los tiempos de vuelo a la mitad.

An Khang (según CNN )

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