الفضاء
X-59 QueSST: عودة الصوت الفائق الصوت
منذ أول رحلة للاخوة رايت في عام 1903، أصبحت الطائرات وسيلة نقل مهمة للناس والبضائع. ومع ذلك، يمكن القول أن مجال السرعة قد توقف إلى حد كبير منذ السبعينيات، على الأقل في مجال الطائرات المدنية. هذا يعود في جزء كبير إلى محاولات الدخول إلى سرعات فائقة الصوت التي أثبتت أنها غير ناجحة تجاريا. آخر رحلة تجارية فائقة الصوت كانت التي قامت بها كونكورد الفرنسية قبل أكثر من عشرين عاما، في عام 2003، وهو برنامج تم إطلاقه في الستينيات، بعد سنوات من الخسائر المالية، وتصادم دراماتيكي دمر البرنامج.
مشكلة رئيسية للطائرات التجارية الفائقة الصوت هي أن الطائرة التي تطير فوق حاجز الصوت (1235 كم/س – 767 ميل/س)، وتتحرك أسرع من الصوت نفسه، تسبب في ما يسمى بصوت البوم. بالإضافة إلى كونه مصدرا للإزعاج للأشخاص الذين يعيشون تحت مسار الطائرة، يمكن أن يسبب صوت البوم المتكرر مشاكل صحية وضررا هيكليا.
نتيجة لذلك، تم حظر كونكورد من الطيران الفائق الصوت فوق الأرض في الولايات المتحدة، وتم تقييدها حصريا على مسارات طيران عبر المحيط الأطلسي، مما أثر بشكل مباشر على ربحية المشروع.
مصدر: Biodeluna
كما يعني ذلك أن القليل قد تم القيام به لإنشاء طائرات فائقة الصوت جديدة لعدة عقود. بدلا من ذلك، تم إعطاء المزيد من الاهتمام للطيران الفائق الصوت، وهو أساسا صواريخ فرعية مدارية تترك الغلاف الجوي للذهاب أسرع من الطيران الفائق الصوت، أو استخدام محركات رام-روتور-انفجار جديدة.
لكن هذا قد يتغير قريبا، حيث أعلنت ناسا ولوكهيد مارتن عن التقدم المحرز في برنامج X-59، وهو تصميم جديد للطائرات الفائقة الصوت التي قد لا تسبب صوت بوم على الإطلاق.
جعل الطيران الفائق الصوت ممكنا
مشاكل صوت البوم الفائق الصوت
عندما تطير الطائرات بسرعة كبيرة لدرجة أنها تؤدي إلى ضغط الهواء، مما يسبب في صوت بوم فائق صوت، يكون الصوت الناتج حول 105-110 ديسيبل. هذا هو نفس مستوى منفاخ الثلج، أو حفل موسيقي صاخب، أو منشار، أو انفجار بالون.
المشكلة الأولى تتعلق بالازعاج، حيث يمكن أن يسبب ذلك صدمة أو إزعاج للبشر والحيوانات. وإذا أصبحت الطائرات الفائقة الصوت شائعة، يمكن للأشخاص في ممرات جوية مزدحمة أن يتعرضوا لذلك الضوضاء الصاخبة يوميا، ربما حتى 20-30 مرة في اليوم. هذا يمكن أن يؤدي إلى زيادة كبيرة في اضطرابات النوم، وأضرار بالسمع، ومشاكل في القلب.
مخاوف أخرى تتعلق بالضرر الهيكلي، حيث يمكن أن يسبب صوت البوم الفائق الصوت تكسير الزجاج، واهتزاز النوافذ، وخلع الملاط أو الجص في المباني الضعيفة.
مصدر: CNN
كل هذه الآثار تم إثباتها في الستينيات، عندما تم طيران طائرات مقاتلة فائقة الصوت بشكل متكرر فوق مدينة أوكلاهوما سيتي لاختبار تأثير صوت البوم على العامة. انتهى الأمر بذلك إلى ما يصل إلى 20% من الناس يعترضون على صوت البوم، و4% يقدمون شكاوى وطلبات تعويضات.
جميع هذه المشاكل أدت إلى حظر الولايات المتحدة وعدة دول أخرى للطيران الفائق الصوت فوق الأرض، مما يجعل تلك الطائرات غير مربحة بشكل دائم.
طيران فائق صوت بدون بوم
شركة واحدة قد طورت بالفعل طريقة لتجنب صوت البوم، وهي شركة بوم تكنولوجي. الفكرة هي أنهم يمكن أن يستفيدوا من طريقة انتشار الصوت في الغلاف الجوي ليعيدوا صوت البوم إلى الأعلى قبل أن يصل إلى الأرض.
هذه فكرة واعدة، لكن الشركة تبدو، حتى الآن، تتجه نحو فرصة أكثر قربا لجني الأرباح من بيع توربينات الغاز لتشغيل مراكز البيانات. لمعرفة المزيد عن هذه الطريقة لطيران “بدون بوم”، يمكنك قراءة مقالنا “الطلبات المسبقة تتزايد لطائرة XB-1 عندما تخترق حاجز الصوت في الاختبار الأخير“.
طريقة أخرى، تستخدمها الطائرة التجريبية X-59، هي ببساطة عدم وجود صوت بوم مشكلة للتعامل معه في المقام الأول.
ناسا ولوكهيد مارتن تدعيان أن تصميمهم الجديد يخلق صوت بوم فائق صوت مخفف، لا يصل إلى أكثر من 75 ديسيبل، أو نفس مستوى إغلاق باب السيارة.
“ما يعنيه ذلك هو أن هذه الطائرة قد تظهر كصوت رعد بعيد على الأفق، أو مثل شخص يغلق باب سيارة حول الزاوية. قد يكون الأمر كذلك أن الناس لا يسمعون صوت البوم على الإطلاق، وإذا سمعوه، فإنهم لن يكونوا مستائين، لأنها ستكون منخفضة ومتفرقة، وليست صاخبة على الإطلاق.”
إذا كان ذلك صحيحا، يمكن أن يفتح ذلك عصرا جديدا من الطيران الفائق الصوت، حيث لن يكون “البوم” أكثر من صوت الطائرات التقليدية، ومقبولا من قبل المجتمعات التي تعيش تحت ممرات جوية ومنظميها.
شرح X-59
معلومات برنامج X-59
تم إطلاق هذا البرنامج من قبل ناسا، وفي فبراير 2016، تم منح لوكهيد مارتن عقد تصميم أولي. كان الخطة الأولية لطائرة X-59 منخفضة الصوت أن تتم أولى اختبارات الطيران في عام 2021، لكن التأخيرات المتكررة دفعوها إلى أكتوبر 2025.
“في بضع سنوات فقط، انتقلنا من مفهوم طموح إلى واقع. سيساعد طائرة X-59 من ناسا في تغيير طريقة سفرنا، وجعلنا أقرب إلى بعضنا البعض في وقت أقصر.”
التصميم النهائي لطائرة X-59 لا يزال طائرة تجريبية وأصغر من الطائرات المدنية التي يمكن أن تشتق من هذا النموذج.
يبلغ طولها تقريبا 100 قدم، ووزنها 14,990 رطل khi تكون فارغة، وتحمل 8,700 رطل من الوقود و 600 رطل من الحمولة، لوزن إجمالي يصل إلى 25,000 رطل.
يمكن لطائرة X-59 أن تطير بسرعات تصل إلى 1.4 ماخ (1.4 ضعف سرعة الصوت، أو 1,070 ميل/س – 1730 كم/س)، مدفوعة بمحرك F414-GE-100 من شركة GE Aerospace (GE ). لها ارتفاع طيران يصل إلى 55,000 قدم.
مصدر: Lockheed Martin
كيف تقوم X-59 بتقليل صوت البوم الفائق الصوت؟
جزء رئيسي من التصميم كان إعطاء الطائرة أنفا طويلا ومدببا “نose” يصل إلى ثلث طول الطائرة، لت散ع موجات الضغط. هذا ليس مختلفا تماما عن كونكورد، التي كانت أيضا لها أنف طويل بشكل ملحوظ في وقتها، والذي كان يتغير الشكل أثناء الطيران.
هذا الشكل الفريد يجب أن يسمح لطائرة X-59 بتجنب السبب الجذري لصوت البوم الفائق الصوت، وهو أن موجات الصدمة تتراكم معا. كما تساعد الأسطح الهوائية الموضوعة استراتيجيا على تفكيك ما كان سيصبح موجة صوت كبيرة إلى موجات صوت أصغر، مما يؤدي إلى صوت بوم فائق صوت كلاسيكي.
“سيكون ذلك أقل صخبا من كونكورد أو أي طائرة فائقة صوت أخرى موجودة اليوم. إنه طويل جدا ورفيع: يبلغ طوله تقريبا 100 قدم (30.5 متر)، ولكن له مساحة جناح تبلغ حوالي 29 قدم. الأنف هو ميزة مميزة في هذه الطائرة: إنه حوالي ثلث طولها.”
عامل آخر يساعد التصميم على أن يصبح أكثر هدوءا هو المحرك المنفرد المثبت في الجزء العلوي، الذي يوجه الصوت إلى الأعلى بدلا من الأسفل. كما يخلق ذلك تصميما أملس من حيث الديناميكا الهوائية، مما يقلل من توليد الضوضاء.
تفاصيل التصميم الإضافية للجناح توجيه الصوت إلى الأعلى، والذيل الخلفي الصغير يقلل من موجات الصدمة أيضا.
مصدر: Aerospace America
متطلبات التصميم الفريدة
بسبب أن أنف الطائرة طويل جدا، لا يمكن استخدام مقصورة قيادة تقليدية لقيادة الطائرة وهبوطها أثناء النظر إلى مدرج الهبوط. بدلا من ذلك، يتم استخدام نظام الرؤية الخارجية (XVS) الذي طوّره ناسا، وهو شاشة عرض 4K تعرض صورة حية وعالية الدقة من الكاميرات المواجهة للأمام، لتحديد اتجاه الطائرة.
مشكلة أخرى كانت أن التصميم غير العادي أجبر المهندسين على إعادة تخيل كيفية وضع الوقود والإلكترونيات والمعدات الأخرى التي تحتاجها الطائرة.
“إنه طائرة طويلة ورفيعة، ولذلك لا لدينا مقطع عرضي عادي للفوساج لتضع جميع الأنظمة فيه.” يقول براندون. “لذلك إنه تحد حقيقي في التعبئة والتكامل لتحصل على كل ما تحتاجه لطيران طائرة فائقة الصوت مأهولة.”
ومع ذلك، النموذج الأولي يستخدم أيضا مكونات تقليدية إلى حد ما، مما سيساعد في المستقبل على تحويله إلى طائرة تجارية، لا تتطلب مواد غير تقليدية.
“على متن X-59، نحن في الواقع نستخدم مواد تقليدية جدا – مواد مشابهة لتلك المستخدمة في طائرات أخرى، حتى طائرات دون سرعة الصوت.”
على نحو مماثل، يتم إعادة استخدام العديد من المكونات مباشرة من طائرات أخرى، لتخفيض التكاليف واستخدام أجزاء مجربة وثبتت بدلا من إضافة مخاطر تقنية إضافية إلى النموذج:
- نظام الهبوط والهيدروليك من طائرة F-16
- قبة قمرة القيادة من طائرة T-38
- عصا التحكم من طائرة F-117
- نظام التحكم البيئي من طائرة T-50 للتدريب الفائق الصوت
بالطبع، حتى مع هذه النهج التي تجنب الحاجة إلى الكثير من التطوير الجديد، فإنها تمثل جهدا هائلا لجعل هذا التجميع شبيه فرانكشتاين من أجزاء طائرات مختلفة يعمل معا.
مشاكل مستقبلية محتملة لبرنامج X-59
حتى بعد رحلة الاختبار الناجحة، قد يواجه مفهوم X-59 بعض المشاكل.
مجموعة واحدة من المشاكل هي مشاكل تقنية. النموذج الحالي قد لا يتسع كما هو متوقع عند رفع حجمه إلى حجم طائرة مدنية فعلية. كما لم يُقال الكثير عن الضوضاء داخل الطائرة، وهو اعتبار مهم لنقل الركاب.
على نحو مماثل، لا يزال من غير المعروف ما إذا كانت طائرة أكبر ستحافظ على مستوى الضوضاء المتوقع البالغ 75 ديسيبل.
مجموعة أخرى من المشاكل تتعلق باستقبال الطيران الفائق الصوت من قبل العامة والمنظمين. في النظرية، يجب أن يكون مستوى 75 ديسيبل كافيا لإلغاء حظر الطيران الفائق الصوت فوق الأرض أو على الأقل تعديله. لكن اللوائح يمكن أن تكون في الممارسة بطيئة للتطور، حتى مع دعم من شركات مثل GE Aerospace أو Lockheed Martin.
وليس من الواضح بعد كيف سيتعامل العامة مع صوت الطائرات شبيه بالرعد. فقط بعد استشارات مع العامة من قبل فرق ناسا سيكون الصورة كاملة.
وأخيرا، سيتطلب الطيران الفائق الصوت استهلاكا أكبر للوقود. هذا سيفعل ذلك أكثر تكلفة ويتسبب في انبعاثات كربونية أكثر. قد تؤثر مشاكل الصورة العامة المرتبطة بها واقتصادياتها الضيقة على نموذج تجاري لهذا النوع.
استثمار في X-59 وطيران بوم أقل
لوكهيد مارتن
(LMT )
لوكهيد مارتن هي واحدة من أكبر شركات الطيران والدفاع في العالم، والتي غطينا تفاصيلها في نوفمبر 2025 في “لوكهيد مارتن (LMT) لمحة: قائد في الدفاع والطيران“.
لكنه ليس السلاح هو كل ما تفعله الشركة.
لوكهيد مارتن هي شركة رائدة في مجال الطيران والفضاء. بالإضافة إلى برنامج X-59، فهي也是 المقاول الرئيسي لتصميم وتنمية واختبار وإنتاج مركبة الفضاء أوريون، التي تعتبر أساسية لمهام أرتميس لإعادة الولايات المتحدة إلى القمر.
كما أنها تشارك في برامج فضاء أخرى، مثل أقمار الطقس GOES-R، وجمع عينات من الكويكبات بواسطة OSIRIS-REx، ومسبار كوكب المشتري JUNO، وسترة واقية من الإشعاع، AstroRad.
في مجال الطائرات، تقوم لوكهيد مارتن بصناعة طائرات مثل مروحية Black Hawk، وطائرة F-16، وطائرة F-35، وطائرات الرادار، وطائرات النقل مثل C-5 Galaxy و C-130J Super Hercules.
مصدر: Lockheed Martin
كما أنها تنتج بعض أنظمة الصواريخ الأكثر أهمية للجيش الأمريكي، مثل JAASM، وJavelin، وATACMS، وHIMARS، والتي تتمتع بالطلب العالي بعد استنفاد مخزونها بسبب النزاع في أوكرانيا.
مصدر: Lockheed Martin
بصفتها شركة في طليعة البرامج التجريبية لناسا، فإن لوكهيد مارتن تظهر كشركة متقدمة في الابتكار الأمريكي، ويبدو أنها حافظت على حدة منافستها أكثر من العديد من منافسيها الكبار في مجال الدفاع.
(يمكنك أيضا قراءة المزيد عن لوكهيد مارتن في تقرير الاستثمار الخاص بالشركة.)
أحدث الأخبار والتحديثات حول سهم لوكهيد مارتن (LMT)
