NASA forbereder sig på at blive offentliggjort med stille supersonisk teknologi

Ankommer 49, 000 fod over teststedet, højere end flyselskaberne flyver, NASA Armstrong Flight Research Center testpilot Jim "Clue" Less lukker ned for sine F/A-18's efterbrændere, der bevæger sig bare tilbage for Mach 1, lydens hastighed, eller omkring 630 mph i denne højde.

Det er taget næsten alt dette fly skal nå dette topmøde på himlen, men det varer ikke længe. Jævnt ruller det genanvendte jagerfly, så himlen og jorden har skiftet sted, Clue trækker tilbage på pinden og peger næsen nedad.

Han sigter mod et bestemt punkt på jorden, hvor, et sted ude foran, NASA -forskere lytter til himlen, mens hundredvis af rekrutterede frivillige går i dagligdagen, klar til at rapportere om, hvad der derefter sker - hvis de overhovedet opdager noget.

Ved hjælp af tyngdekraften og genantændte efterbrændere, det tomotorede fly falder yndefuldt som en mursten og accelererer hurtigt, som i virkelig at bevæge sig hurtigt. Clue ruller F/A-18 igen for at sætte himlen tilbage, hvor den hører hjemme og slår igennem Mach 1.

Luftmolekyler begynder straks at protestere mod denne supersoniske jet indtrængen ved at generere snesevis af små stødbølger, som når de bevæger sig væk fra flyet, kommer sammen til at samle sig i to forskellige stødbølger foran og bag F/A-18.

Normalt, enhver, der står på jorden, mens det hurtige fly flyver over hovedet, ville opleve disse to stødbølger ved at høre en ofte overraskende, for nogle irriterende, og normalt ikke-til-at blive glemt BOOM-BOOM!

Men dette supersoniske dyk er alt andet end normalt.

Efter at have nået en topfart på Mach 1.1, mens han var i et meget stejlt buet dyk, med mere og mere af jorden, der hurtigt fylder udsigten fra cockpittet, Clue trækker igen pinden tilbage.

Hans krop presser sig tilbage mod sit sæde, da han retter sig mod at trække ud ved 3,5 g's, eller tre og en halv gange normal tyngdekraft-bare endnu en dag på kontoret for en NASA-forskningspilot.

Da NASA F/A-18 begynder at klatre igen, giver Clue mulighed for at opsætte til endnu et dyk, og havde bundet ud på omkring 32, 000 fod, noget interessant sker med de supersoniske stødbølger, der kommer fra flyet takket være denne manøvre.

Lige under flyet koncentrerer chokbølgerne sig til et meget højt, fokuseret par soniske bomme. Det er ikke nok energi til at forårsage skade eller personskade, men det er absolut højt nok til at få øjeblikkelig opmærksomhed, hvis der tilfældigvis er nedenunder.

I mellemtiden, et par kilometer foran dykkestedet, de supersoniske chokbølger adlyder pligtskyldigt fysikkens love - i dette tilfælde har love at gøre med energi. Hvis den soniske bom-energi fra F/A-18 er fokuseret og styrket i en retning, så må chokbølgerne brede sig ud og svækkes i den anden retning.

Resultatet i dette område:et par stille lydbomme - bløde dunker, virkelig - hvilke mennesker på jorden, herunder disse NASA -forskere og bosatte frivillige, kan næsten ikke mærke, hvis de overhovedet hører noget.

Måling af offentlig opfattelse

Så, hvilken er det? Bemærk eller ej?

NASAs luftfartsinnovatorer er fast besluttede på at finde ud af, og med god grund.

Agenturet tildelte for nylig Lockheed Martin Aeronautics Company en kontrakt på 247,5 millioner dollar til at bygge et X-fly, der er hurtigere end lyd-nu med den officielle betegnelse for X-59 "QueSST"-som vil demonstrere stille supersoniske teknologier i lige og jævn flyvning over en stort område.

Det er en kæmpe opgradering fra at dykke med F/A-18, som kun kan "simulere" det mere støjsvage soniske dunk over et meget begrænset område herunder, foran sit mål.

En del af Low-Boom Flight Demonstration mission, X-59 er formet, så supersoniske stødbølger ikke samles for at skabe de karakteristiske soniske bomme, hvilket fik regeringen til at forbyde supersonisk flyvning over land for år siden.

"Med X-59 vil du stadig have flere chokbølger på grund af vingerne på flyet, der skaber løft og flyets volumen. Men flyets form er omhyggeligt skræddersyet, så disse stødbølger ikke kombineres, "sagde Ed Haering, en NASA rumfartsingeniør hos Armstrong.

"I stedet for at få et højt boom-boom, du får mindst to stille dunke-dunke lyde, hvis du overhovedet hører dem, "Sagde Haering.

Når den er bygget, og dens stille supersoniske teknologier bekræftet, NASA har til hensigt at flyve X-59 over flere amerikanske byer-endnu ikke valgt-og indsamle data fra beboere på jorden om deres opfattelse af den lyd, det supersoniske fly genererer.

NASA -forskere er overbeviste om, at de resulterende samfundsresponsdata vil gøre det muligt for føderale og internationale regelskabere at skrive nye regler, der tillader supersonisk flyvning over land, og dermed åbne et helt nyt marked for kommerciel supersonisk flyrejser.

For at forberede disse samfundsoverløb, målrettet til at begynde i 2023, NASAs akustiske ingeniører vil gerne teste og forfine deres forskningsmetoder til måling af lydniveauer i feltet og gennemførelse af de offentlige responsundersøgelser.

"Det er derfor, F/A-18 er så vigtigt for os som et værktøj. Mens konstruktionen fortsætter på X-59, vi kan bruge den dykkermanøvre til at generere stille soniske dunker over et bestemt område, "Sagde Haering.

En første test af forskningsmetoden ved hjælp af F/A-18 blev udført i 2011 ved hjælp af det militære samfund, der bor på basen på Edwards Air Force Base i Californien.

Waveforms og Sonic boom Perception and Response-projektet indsamlede data fra en udvalgt gruppe på mere end 100 frivillige beboere om deres individuelle holdning til soniske bomme produceret af F/A-18 under supersonisk flyvning over Edwards.

Galveston, åh, Galveston

Nu ønsker forskere at tage showet på farten og prøve det samme over et fællesskab, der ikke er vant til soniske bomme, der regelmæssigt lyder på en given dag, som Edwards -samfundet er.

Brug af F/A-18 og dens evne til at rette stille lydbølger mod et bestemt område, hold fra Armstrong, Langley Research Center i Virginia, og Johnson Space Center i Texas-sammen med branchepartnere-planlægger at gennemføre en række dataindsamlingsflyvninger over Galveston, Texas, i november 2018.

Gulf Coast -byen blev valgt, fordi den lå ved siden af ​​Den Mexicanske Golf, som gør det muligt for F/A-18 at holde sine højere lydbomme (nær dykkestedet) ude på havet, mens han kaster de mere støjsvage soniske dunk (langt fremme ved dykkestedet) på Galveston.

Mindst 500 bosatte frivillige vil blive anmodet om at komme med input til et sikkert websted om, hvad de har hørt, hvis noget, og hvad de følte om lyden.

På samme tid, Lydsensorer, der er strategisk placeret rundt om i byen, vil give forskere et mål for videnskabelig grundsandhed om, hvor høj støj egentlig var.

"Vi ved aldrig nøjagtigt, hvad alle hørte. Vi vil ikke have en støjmonitor på skulderen inde i deres hjem. Men vi vil i det mindste gerne have et skøn over de støjniveauer, de rent faktisk har hørt, "sagde Alexandra Loubeau, NASAs teamleder for sonic boom community response research i Langley.

Forskere har et målopfattet decibelniveau i tankerne for X-planet-et tal, F/A-18 også kan generere med sine dyk-som de tror vil være acceptabelt for samfundet.

Øvelsesdataene registreret i Galveston kan begynde at bevise deres teori om, hvad det rigtige støjniveau skal være, men det vil ikke være før X-59 begynder at flyve og afslutter sine community-overflyvninger, at de endelige konklusioner vil blive trukket.

"Testen i efteråret vil virkelig hjælpe os med at finjustere, hvordan vi vil stille undersøgelsesspørgsmålene, hvordan vi foretager støjmålingerne, og derefter hvordan vi foretager dataanalysen, "Sagde Loubeau.