Uzay
X-59 QueSST: Süpersonik Seyahatın Sessiz Dönüşü
Wright kardeşlerin 1903’teki ilk uçuşundan bu yana, uçaklar hem insanlar hem de mallar için önemli bir ulaşım yöntemi haline geldi.
Ancak, hız açısından bakıldığında, sivil jet alanında 1970’lerden bu yana büyük ölçüde durgunluk yaşandığı söylenebilir. Bunun büyük ölçüde süpersonik hıza geçme girişimlerinin ticari olarak başarısız olmasından kaynaklandığı söylenebilir.
Son ticari süpersonik uçuş, Fransız Concorde tarafından yirmi yılı aşkın bir süre önce, 2003 yılında gerçekleştirildi. 1960’larda başlatılan program, yıllar süren mali kayıplar ve dramatik bir kazanın programı yok etmesiyle sonlandırıldı.
Süpersonik ticari jetler için bir sorun, bir uçağın ses duvarının (1,235 km/sa – 767 mph) üzerinde uçması ve sesin kendisinden daha hızlı hareket etmesidir. Bu, uçağın havayı sıkıştırmasıyla oluşan så-called sonic boom’a neden olur. Sadece uçuş yolundaki insanların rahatsız olmasına değil, aynı zamanda tekrarlanan süpersonik patlamaların sağlık sorunlarına ve yapısal hasara neden olabileceği için de sorun teşkil eder.
Sonuç olarak, Concorde, ABD’de karada süpersonik uçuşa izin verilmemesi nedeniyle yalnızca transatlantik uçuş yollarına mahkum edildi ve bu da projenin kârlılığını olumsuz etkiledi.
Kaynak: Biodeluna
Ayrıca, bu durum süpersonik uçakların yaratılmasına yönelik çalışmaların decades boyunca yapılmamasına neden oldu. Bunun yerine, süpersonik uçuş yerine så-called hipersonik uçuş üzerinde daha fazla odaklanıldı. Hipersonik uçuş, atmosferi terk ederek süpersonik uçuştan daha hızlı gitmeyi sağlayan essentially suborbital roketler veya yeni Ram-Rotor Detonation Engines (RRDEs) kullanmayı içerir.
Ancak bu durum yakın zamanda değişebilir, çünkü NASA ve Lockheed, süpersonik uçakların hiçbir süpersonik patlama yaratmayan yeni bir tasarımı üzerine ilerleme kaydetti.
Süpersonik Uçuşun Gerçekleşmesi
Süpersonik Patlamaların Problemleri
Uçaklar süpersonik hızda uçtuklarında, havayı sıkıştırarak süpersonik bir patlama yaratırlar. Sonuçlanan ses yaklaşık 105-110 dB’dir. Bu, bir kar blowerının, bir rock konserinin, bir testerenin veya bir balonun patlamasının aynı seviyesidir.
İlk problem, insanların ve hayvanların rahatsız olmasına veya şok olmasına neden olabilecek rahatsız edici bir gürültüdür. Eğer süpersonik uçaklar yaygınlaşırsa, hava koridorlarında yaşayan insanlar günde 20-30 kez böyle yüksek gürültüye maruz kalabilir. Bu, uyku bozuklukları, işitme hasarı ve kalp-damar problemlerinde ciddi bir artışa neden olabilir.
Diğer bir endişe, yapısal hasardır. Yoğun süpersonik patlamalar camları kırabilir, pencereleri sallayabilir ve zayıflamış binalarda harç veya alçıyı yerinden çıkarabilir.
Kaynak: CNN
Tüm bu etkiler, 1960’larda süpersonik savaş uçaklarının Oklahoma City üzerinde tekrar tekrar uçurularak süpersonik patlamaların halk üzerindeki etkisinin test edildiği zamanlarda kanıtlandı. Bu test, %20’nin üzerinde insanın patlamalardan rahatsız olduğunu ve %4’ün şikayet ve hasar talebinde bulunduğunu gösterdi.
Tüm bu sorunlar, ABD ve birçok diğer ülkenin süpersonik uçuşu karada yasaklamasına neden oldu ve böylelikle bu tür uçakların sürekli olarak kârsız olmasına neden oldu.
Patlama Olmadan Süpersonik Uçuş
Bir şirket, süpersonik patlamaları önlemek için bir yöntem geliştirmiştir: Boom Technology. Fikir, atmosferde sesin nasıl yayıldığını kullanarak, süpersonik patlamaların yere ulaşmadan önce yukarıya doğru geri sektirilmesini sağlamaktır.
Bu umut verici bir fikirdir, ancak şirket şu anda veri merkezi inşaatı patlamasının closer prospect için doğal gaz türbinleri satmaya odaklanmış görünüyor. Bu yöntemle ilgili daha fazla bilgi için ” XB-1 için ön siparişler artıyor ” makalesini okuyabilirsiniz.
Diğer bir yöntem, deneysel X-59 tarafından kullanılan yöntemdir: aslında hiç problemli süpersonik patlama ile başa çıkmak zorunda kalmamak.
NASA ve Lockheed Martin, yeni tasarımın yalnızca 75 desibel gibi düşük bir ses seviyesinde süpersonik patlamalar yaratabileceğini iddia ediyorlar.
“Bu, uçağın uzaktaki bir gök gürültüsü gibi veya arka taraftaki bir arabanın kapağı kapanıyormuş gibi görüneceği anlamına gelir. Hatta insanlar patlamayı duymayabilirler ve duysalar bile şok olmayacaklar, çünkü ses düşük ve yayılmış olacak ve çok yüksek不会.”
Eğer bu doğruysa, bu süpersonik uçuşun tüm yeni bir çağını açabilir, “patlama” conventional uçaklardan daha az gürültüye sahip olacak ve hem hava koridorlarında yaşayan topluluklar hem de düzenleyiciler tarafından kabul edilebilir olacaktır.
X-59 Açıklaması
X-59 Programı Genel Bakış
Bu program NASA tarafından başlatıldı ve Şubat 2016’da Lockheed Martin’a bir ön tasarım sözleşmesi verildi. İlk plan, Low-Boom X-plane’in ilk uçuş testlerinin 2021’de yapılmasını öngörüyordu, ancak tekrarlanan gecikmeler bunu Ekim 2025’e erteledi.
“Kısa bir süre içinde iddialı bir kavramdan gerçekliğe geçtik. NASA’nın X-59’u seyahat şeklimizi değiştirecek ve bizi çok daha kısa sürede birbirimize yakınlaştıracaktır.”
X-59’un nihai tasarımı hala deneysel bir uçak ve potansiyel olarak türetilmiş olabilecek ticari uçaklardan daha küçüktür.
Uçak neredeyse 100 feet uzunluğunda, boş ağırlığı 14,990 lbs, 8,700 lbs yakıt ve 600 lbs payload taşıyabiliyor, toplam ağırlığı 25,000 lbs.
X-59, GE Aerospace tarafından üretilen F414-GE-100 tarafından sağlanan bir güçle saatte 1,070 mph (1730 km/sa) veya Mach 1.4 hıza ulaşabilir. Uçak 55,000 feet irtifada seyredebilir.
Kaynak: Lockheed Martin
Süpersonik Patlamaları Nasıl Azaltır?
Tasarımın önemli bir kısmı, uçağa süpersonik patlamaların temel nedenini önlemek için çok uzun, iğne gibi bir “burun” vererek hava basıncı dalgalarını yaymaktır. Bu, Concorde’un da benzer şekilde değişken geometrisi olan burun tasarımı gibi değildir.
Bu özel şekil, X-59’un süpersonik patlamaların kök nedenini önleyerek süpersonik patlamaları azaltmasına yardımcı olmalıdır. Stratejik olarak yerleştirilmiş aerodinamik yüzeyler, ayrıca daha küçük ses dalgalarına ayırarak biriken şok dalgalarını bölmeye yardımcı olur, bu da klasik süpersonik patlamalara neden olur.
“Bu, Concorde veya günümüzde mevcut olan diğer süpersonik uçaklardan çok daha sessiz olacaktır. Çok uzun ve ince: neredeyse 100 feet (30.5 metre) uzunluğunda, ancak sadece yaklaşık 29 feet kanat açıklığına sahiptir. Burun, bu uçakta ayırt edici bir özelliktir: uzunluğu yaklaşık üçte biridir.”
Tasarımın daha sessiz olmasına yardımcı olan bir diğer faktör, tepeye monte edilmiş tek motorun sesi yukarıya doğru yönlendirmesidir. Bu, ayrıca aerodinamik olarak daha düzgün bir tasarım oluşturur ve gürültü oluşturmayı azaltır.
Ek olarak, kanatların tasarım detayları da sesi yukarıya doğru yönlendirir ve küçük arka kuyruk da şok dalgalarını azaltmaya yardımcı olur.
Kaynak: Aerospace America
Özel Tasarım Gereksinimleri
Uçağın burnu çok uzun olduğundan, klasik bir kokpit kullanılarak uçak pilotajı ve iniş sırasında pisti görme imkânı yoktur. Bunun yerine, NASA tarafından geliştirilen eXternal Vision System (XVS), 4K monitörde gerçek zamanlı, yüksek çözünürlüklü bir görüş sunarak uçağı yönlendirmek için kullanılır.
Diğer bir sorun, alışılmadık tasarımların mühendislerin uçağa yakıt, aviyonik ve diğer ekipmanları nasıl sığdıracağı konusunda yeniden düşünmesini gerektirmesiydi.
“Bu, uzun ve ince bir uçak ve normal bir uçak gövdesi kesitinde sistemleri yerleştirmek için yeterli alanımız yok.” diyor Brandon. “Bu nedenle, süpersonik bir pilotlu uçağı uçurmak için ihtiyacımız olan her şeyi yerleştirmek için gerçek bir paketleme ve entegrasyon zorluğu var.”
Ancak prototip, gelecekte ticari bir uçak modeline dönüşmesine yardımcı olacak daha geleneksel bileşenler de kullanıyor.
“X-59’da çok geleneksel malzemeler kullanıyoruz – diğer uçaklarda, hatta süpersonik olmayan uçaklarda kullanılanlara çok benzer malzemeler.”
Benzer şekilde, birçok bileşen doğrudan diğer uçaklardan geri dönüştürülür, hem maliyetleri azaltmak hem de teknik riskleri azaltmak için denenmiş ve test edilmiş parçaları kullanmak için:
- F-16’dan iniş takımları ve hidrolik sistemleri
- T-38’den kokpit kapağı
- F-117’den kontrol çubuğu
- T-50 süpersonik eğitim uçağından çevresel kontroller
Elbette, bu yaklaşım yeni geliştirme ihtiyacını önlerken, aynı zamanda farklı uçak parçalarının bir araya getirilmesini temsil eden büyük bir çabayı da içerir.
X-59 Potansiyel Gelecek Sorunları
X-59 kavramı, başarılı test uçuşunun ardından hala bazı sorunlarla karşılaşabilir.
Bir dizi sorun, teknik sorunlardır. Mevcut prototip, bir ticari uçağın boyutuna getirildiğinde beklendiği gibi ölçeklenmeyebilir. Ayrıca, uçak içinde içinde gürültü, yolcu taşımacılığı için önemli bir consideration konusudur.
Benzer şekilde, daha büyük bir uçağın öngörülen 75 dB gürültü seviyesinde kalıp kalmayacağı bilinmemektedir.
Diğer bir dizi sorun, süpersonik uçuşun halk ve düzenleyiciler tarafından nasıl algılandığıyla ilgilidir. Teoride, 75 dB seviyesi süpersonik uçuş yasağının kaldırılması veya en azından değiştirilmesi için yeterli olmalıdır. Ancak düzenlemeler, uygulamada, şirketlerden GE Aerospace veya Lockheed Martin’dan lobiciler tarafından desteklenmesine rağmen çok yavaş ilerleyebilir.
Ayrıca, halkın nasıl tepki vereceği de henüz belli değildir. Sadece NASA ekiplerinin halkla danışması之后, bütün resim netleşecektir.
Son olarak, süpersonik uçuşlar her durumda daha fazla yakıt tüketerek daha pahalı olacak ve daha fazla karbon emisyonuna neden olacaktır. Bağlı kamu imajı sorunları ve sıkı ekonomi, bu modelin ticari versiyonunu hala etkileyebilir.
X-59 ve Patlamasız Uçuşa Yatırım
Lockheed Martin
(LMT )
Lockheed Martin, dünyanın en büyük havacılık ve savunma şirketlerinden biridir. Şirket hakkında daha fazla bilgi için ” Lockheed Martin (LMT) Spotlight: Savunma ve Havacılık Lideri ” makalesini okuyabilirsiniz.
Lockheed Martin, ayrıca Orion uzay aracının tasarımı, geliştirilmesi, test edilmesi ve üretimi için ana yüklenicidir. Bu, ABD’yi Ay’a geri getirmeyi amaçlayan Artemis misyonları için çok önemlidir.
Program, SLS ve daha sonra Starship’in daha ucuz ve daha sık fırlatmaları sayesinde ölçeklendirilecek olmasından dolayı, Orion üretiminin de artması beklenmektedir.
Ayrıca, Lockheed Martin, Artemis programı ile ilgili olarak Ay’ın Güney Kutbu’nda çalışabilecek bir güneş enerji paneli prototipinin kritik testlerini tamamladığını açıkladı.
Şirket, GOES-R hava uydu serisi, OSIRIS-REx asteroid örnek toplama, JUNO Jüpiter aracı ve AstroRad gibi giyilebilen radyasyon koruma yeleği gibi diğer uzay programlarında da aktif olarak görev almaktadır.
Kısacası, bu şirket NASA’nın deneysel programlarında derinlemesine yerleşik bir şirket görünümündedir.
Uzaydan savunmaya, Lockheed Martin Amerikalı inovasyonun ön saflarında görünüyor ve birçok büyük savunma yüklenicisi rakibinden daha keskin bir kenara sahip gibi görünüyor.
(Lockheed Martin hakkında daha fazla bilgi için şirketle ilgili yatırım raporunu okuyabilirsiniz.)
Lockheed Martin (LMT) Son Haberler ve Gelişmeler
