Ny NASA X-fly konstruktion begynder nu

NASAs luftfartsinnovatorer er klar til at tage tingene overlydende, men med et stille twist.

For første gang i årtier, NASAs luftfart går fremad med konstruktionen af ​​et piloteret X-fly, designet fra bunden til at flyve hurtigere end lyd med det nyeste inden for stille supersoniske teknologier.

Det nye X-flys mission:levere afgørende data, der kan muliggøre kommerciel supersonisk passagerflyrejse over land.

Til det formål, 2. april tildelte NASA en kontrakt på 247,5 millioner dollar til Lockheed Martin Aeronautics Company i Palmdale, Californien, at bygge X-flyet og levere det til agenturets Armstrong Flight Research Center i Californien inden udgangen af ​​2021.

"Det er super spændende at være tilbage med at designe og flyve X-fly i denne skala, "sagde Jaiwon Shin, NASAs associerede administrator for luftfart. "Vores lange tradition for at løse de tekniske barrierer for supersonisk flyvning til gavn for alle fortsætter."

Nøglen til succes for denne mission-kendt som Low-Boom Flight Demonstrator-vil være at demonstrere evnen til at flyve supersonisk, alligevel generer lydbomme så stille, folk på jorden vil næppe bemærke dem, hvis de overhovedet hører dem.

Gældende regler, der er baseret på flyets hastighed, forbyde supersonisk flyvning over land. Med lav-boom flyvninger, NASA agter at indsamle data om, hvor effektiv den stille supersoniske teknologi er med hensyn til offentlig accept ved at flyve over en håndfuld amerikanske byer, som endnu ikke er valgt.

Det komplette sæt af data fra samfundsrespons er målrettet til levering i 2025 til Federal Aviation Administration (FAA) og International Civil Aviation Organization (ICAO), hvorfra de kan udvikle og vedtage nye regler baseret på opfattede lydniveauer for at tillade kommerciel supersonisk flyvning over jord.

År med sonisk boomforskning, begyndende med, at X-1 første gang bryder lydbarrieren i 1947-da NASA var National Advisory Committee for Aeronautics-banede vejen for Low-Boom Flight Demonstration X-plans næsten lydløse behandling af supersonisk flyvning.

Svaret på, hvordan X-flyets design gør en stille lydbom, er på den måde, dets unikt formede skrog genererer supersoniske stødbølger. Stødbølger fra et konventionelt flydesign samles, når de ekspanderer væk fra flyets næse og hale, resulterer i to forskellige og tordnende soniske bomme.

Men designets form sender disse stødbølger væk fra flyet på en måde, der forhindrer dem i at komme sammen i to høje bomme. I stedet, de meget svagere chokbølger når jorden stadig adskilt, som vil blive hørt som en hurtig serie af bløde dunker - igen, hvis nogen, der står udenfor, overhovedet lægger mærke til dem.

Det er en idé, der først blev teoretiseret i løbet af 1960'erne og testet af NASA og andre i årene siden, herunder flyvende fra 2003-2004 en F-5E Tiger jagerfly modificeret med en unikt formet næse, hvilket beviste den boomreducerende teori var forsvarlig.

NASAs tillid til Low-Boom Flight Demonstration-designet styrkes af dets nyere forskning ved hjælp af resultater fra det seneste inden for vindtunneltest, og avancerede computersimuleringsværktøjer, og egentlig flyvetest.

Nylige undersøgelser har undersøgt metoder til at forbedre den aerodynamiske effektivitet af supersoniske flyvinger, og forsøgte bedre at forstå sonisk boomudbredelse gennem atmosfæren.

Selv en 150-årig fototeknik har været med til at låse op for de moderne mysterier ved supersonisk shockwave-adfærd i løbet af de sidste par år.

"Vi har kun nået denne vigtige milepæl på grund af det arbejde, NASA har ledet med sine mange partnere fra andre offentlige instanser, luftfartsindustrien og fremadstormende akademiske institutioner overalt, "sagde Peter Coen, NASAs projektleder for Commercial Supersonic Technology.

Så nu er det tid til at skære metal og begynde byggeriet.

X-flyets konfiguration vil være baseret på et foreløbigt design udviklet af Lockheed Martin under en kontrakt tildelt i 2016. Det foreslåede fly bliver 94 fod langt med et vingefang på 29,5 fod og har en fuldbrændt startvægt på 32, 300 pund.

Designforskningshastigheden for X-flyet i en cruisinghøjde på 55, 000 fod er Mach 1,42, eller 940 mph. Dens topfart vil være Mach 1,5, eller 990 mph. Strålen drives af en enkelt General Electric F414 -motor, motoren brugt af F/A-18E/F-krigere.

En enkelt pilot vil være i cockpittet, som vil være baseret på designet af det bageste cockpit-sæde i T-38-træningsflyet, der berømt har været brugt i årevis af NASAs astronauter til at forblive dygtige i højtydende fly.

Jim Less er en af ​​de to primære NASA-piloter hos Armstrong, der vil flyve X-flyet, efter at Lockheed Martins piloter har gennemført indledende testflyvninger for at sikre, at designet er sikkert at flyve.

"Et supersonisk bemandet X-fly!" Mindre sagt, allerede ivrig efter at få fingrene i betjeningselementerne. "Dette bliver sandsynligvis en enestående mulighed for mig. Vi er alle ret spændte."

Mindre er vicechefpilot for demonstration af lavbom-flyvning. Han og hans chef, chefpilot Nils Larson, har allerede givet nogle input til ting som cockpitdesign og udviklingen af ​​de simulatorer, de vil bruge til flyvetræning, mens flyet er under konstruktion.

"Det er ret sjældent i en testpilots karriere, at han kan være involveret i alt fra designfasen til flyvefasen, og virkelig hele programmets liv, "Mindre sagt.

Programmet er opdelt i tre faser, og den foreløbige tidsplan ser sådan ud:

• 2019-NASA foretager en kritisk designgennemgang af lavbommen X-flykonfiguration, hvilken, hvis det lykkes, gør det muligt at færdiggøre den endelige konstruktion og samling.
• 2021 - Konstruktionen af ​​flyet på Lockheed Martins Skunk Works -anlæg i Palmdale er afsluttet, efterfulgt af en række testflyvninger for at demonstrere, at flyet er sikkert at flyve og opfylder alle NASA's præstationskrav. Flyet bliver derefter officielt leveret til NASA, færdiggørelse af fase et.
• 2022-Fase to vil se NASA flyve X-flyet i det supersoniske testområde over Edwards for at bevise, at den stille supersoniske teknologi fungerer som designet, dens ydeevne er robust, og det er sikkert for operationer i det nationale luftrumssystem.
• 2022 til 2025 - Fase tre begynder med de første community response -testflyvninger, som vil blive iscenesat fra Armstrong. Yderligere samfundsreaktionsaktivitet vil finde sted i fire til seks byer rundt omkring i USA

Alle NASAs forskningscentre inden for luftfart spiller en rolle i demonstrationen af ​​Low-Boom Flight-mission, som omfatter konstruktion af demonstranten og kampagnen for overflyvning af lokalsamfundet. Til selve lavbom-flygedemonstratoren, disse er deres roller:

• Ames Research Center, Californien - konfigurationsvurdering og systemteknik.
• Armstrong Flight Research Center, Californien - luftdygtighed, systemteknik, sikkerhed og mission, fly-/jordoperationer, flyvesystemer, projektledelse, og test af samfundsrespons.
• Glenn Research Center, Cleveland - konfigurationsvurdering og fremdriftsevne.
• Langley Research Center, Virginia - systemteknik, konfigurationsvurdering og forskningsdata, flyvesystemer, projektledelse, og test af samfundsrespons.

"Der er så mange mennesker på NASA, der har ydet deres allerbedste indsats for at få os til dette punkt, "sagde Shin." Takket være deres arbejde hidtil og det arbejde, der kommer, vi vil være i stand til at bruge dette X-fly til at generere de videnskabeligt indsamlede data fra samfundsrespons, der er kritiske for at ændre de nuværende regler til at transformere luftfart! "