زندباف في الصباح: في عام 1947 ، عندما انكسر حاجز الصوت في مطار موروك العسكري في كاليفورنيا ، كانت أول علامة لاحظها المتفرجون هي صوت يشبه صوت الرعد أو انفجار قنبلة. كانت هذه هي الرحلة التاسعة لطائرة اختبار Bell X-1 وفي قمرة القيادة واجه الطيار صعوبة في التحكم في الطائرة حيث تذبذب استقرار الطائرة بسبب زيادة السرعة. تم إنتاج هذه الطائرة الأسطورية X-series في أوائل الأربعينيات من القرن الماضي واستمرت في التألق حتى الستينيات عندما طارت الطائرات الأسرع من الصوت إلى حافة الفضاء. مهدت رحلة الطائرات المتقدمة مثل X-1 و X-15 الطريق لنجاح برنامج أبولو وأخيراً وضع نيل أرمسترونج على سطح القمر. يمكن لأسرع طائرات X-series أن تطير بسرعة 6 أضعاف سرعة الصوت.
الآن ، في عام 2023 ، تريد أحدث طائرات X-series (X-59 بتقنية الموجات فوق الصوتية الصامتة) تحقيق نفس إنجاز أول طائرة X (كسر حاجز الصوت مع اختلاف أنه إذا سارت الأمور على ما يرام ، فلا أحد على ما يرام الأرض ستلاحظها) ..
في عام 1973 ، حظرت الحكومة الأمريكية الرحلات الجوية التجارية الأسرع من الصوت فوق الأراضي الأمريكية. مع هذا الحظر (وحالات مماثلة) تم تدمير الجدوى التجارية لطائرات مثل كونكورد.
لكن هذا يمكن أن يتغير إذا أثمرت سنوات من البحث في بناء طائرة أسرع من الصوت. تقوم ناسا ولوكهيد مارتن ببناء مثل هذه الطائرات. على الرغم من التقدم في النمذجة الحاسوبية وتكنولوجيا نفق الرياح ، فإن بناء طائرة أسرع من الصوت بدون دليل قوي على أن التكنولوجيا تعمل لا يزال يمثل مخاطرة كبيرة.
قال كريستوفر كومبس من جامعة تكساس في سان أنطونيو: “أعتقد أن الطائرة إكس 59 ستكون طائرة رائعة”. ويمكن أن يمهد الطريق للشركات التجارية لبناء هذه الأنواع من الطائرات أيضًا “.
بدت X-1 حقًا وكأنها طائرة مصممة لكسر حاجز الصوت. بدت هذه الطائرة على شكل رصاصة ولها جناحان مستقيمان (عندما تم تصميم هذه الطائرة لم يكن المصممون الأمريكيون على دراية بمزايا الأجنحة المنحنية مثل تقليل السحب) وكانت مزودة بمحرك صاروخي.
المقاتلة الشبحية مثل X-59 هي إجابة أنيقة (ورخيصة) لمشكلة صعبة. تستخدم هذه الطائرة أجزاء من طائرات أخرى ، مثل معدات الهبوط للمقاتلة F-16 ، والمظلة ومقعد الإخراج لمدرب T-38 الأسرع من الصوت القديم ، وبعض أجزاء نظام محرك طائرة U-2 ، والتي كانت تستخدم للتجسس. تم تصميم كل شيء في X-59 لتجاوز حاجز الصوت بصمت عند Mach 1.4 (1،487 كم) على ارتفاع 55000 قدم (16800) ، وهو بالضبط الارتفاع الذي تطير فيه طائرة تجارية. تقوم هذه الطائرة بذلك عن طريق تقليل الموجات المنبعثة من الطائرة ونشرها على نطاق واسع في جميع أنحاء هيكل الطائرة ، مما يمنع هذه الموجات من أن تصبح هديرًا يصم الآذان.
تم تصميم الأنف الطويل للطائرة (الذي يبلغ طوله 12 مترًا وهو ثلث طول الطائرة) لفصل الموجات المنبعثة من الأنف والأجنحة. المحركات أعلى الجناح (وليس تحته مثل طائرة الكونكورد) بحيث لا تنتقل الأمواج نحو الأرض. الجزء السفلي من المستوى أملس بشكل غريب ، مما يقلل من الموجات المتولدة.
لا يتم التحكم في هذه الطائرة بواسطة جهاز كمبيوتر ويقوم الطيار بالتحكم بها لكسب ثقة الأشخاص الذين تحلق الطائرة فوقهم.
بفضل المظلة الممتدة والأنف الطويل للطائرة X-59 ، لا يوجد لدى الطيار خط رؤية مباشر. بدلاً من ذلك ، تحتوي هذه الطائرة على نظام رؤية خارجي رقمي (XVS). توفر هذه التقنية رؤية للطيار باستخدام كاميرات عالية الجودة مثبتة على الأنف وتحته ، تمامًا مثل النافذة. قالت كاثرين باوم ، مديرة مشروع Low Noise Flight Demonstrator (LBFD): “لطالما مازحنا أن X-1 كسر حاجز الصوت ، والآن نحاول تصحيح ذلك”. المسافة أو صوت سيارة جارك تغلق ، ضائعة في الأصوات اليومية.
يقول بام: “إذا كانت التعليقات التي تلقيناها من الأشخاص بأن هذه الطائرة تحلق فوقها تؤكد ذلك ، فيمكننا أن نطلب منهم (إدارة الطيران الفيدرالية الأمريكية) تغيير قواعدهم”. “إذا حدث ذلك ، يمكن لـ X 59 إنشاء أسواق جديدة.”
ولكن لكي يكون الجيل الجديد من الطائرات المأهولة الأسرع من الصوت مجديًا من الناحية المالية ، يجب أن تكون قادرة على الطيران بسرعة تفوق سرعة الصوت ، على سبيل المثال من المطارات في أمريكا الشمالية إلى أوروبا.
يعتقد البعض أن تصميم X-59 بعيد كل البعد عن أيام مجد كسر حاجز الصوت. هذا يدل على أن الطيران هو تقنية ناضجة لم يعد لديها أفكار كبيرة في حقيبتها. لكن بعض الناس يختلفون مع هذا الرأي.
قال كريستيان جلاسر ، كبير المؤرخين في مركز أرمسترونج لأبحاث الطيران التابع لناسا: “إن دمج الأفكار أو التقنيات الجديدة هو جزء من الغرض من X-59”.
البيانات مهمة جدا أيضا. يقول جلاسر: “كان المهندسون الذين يعملون على X-59 يبحثون عن البيانات لنفس السبب الذي كان يبحث عنه الأشخاص الذين يعملون على X-1. إنهم يحاولون معرفة ما إذا كان ذلك ممكنًا دون توقع تصميم الطائرة بخصائصها “.
وأضاف: “لم يفعل أحد شيئًا من هذا القبيل”.
قبل طائرات X-series ، أجرى العلماء العاملون في اللجنة الاستشارية الوطنية للملاحة الجوية (NACA) – سلف ناسا – أبحاثهم في أنفاق الرياح وطائرات الإنتاج المعدلة ، مما أكسبهم سمعة عالمية من حيث الجودة. اعمل لنفسك.
لكن في الثلاثينيات تغير كل شيء. وضع خبير الديناميكا الهوائية جون ستاك خطته لبناء طائرة بحثية واسعة النطاق قادرة على سرعات ماخ 1 (سرعة الصوت). بعد عشر سنوات ، شرع Stack ومجموعة صغيرة من المهندسين في تحويل هذه الفكرة إلى تصميم لطائرة تجريبية عالية السرعة.
بفضل انتشار الشائعات حول اختبار الطائرات والصواريخ في ألمانيا ، أصبح ما كان في الأصل مشروعًا سريًا مهمًا. وصلت أخبار هذا المشروع إلى آذان سلاح الجو الأمريكي وطلبوا تغييرًا كبيرًا ، يجب أن تكون الطائرة مزودة بمحرك صاروخي.
قد تبدو الطائرات المجهزة بمحركات صاروخية سخيفة بالنسبة لنا ، لكنها كانت مثالية لكسر حاجز الصوت بفضل التسارع والسرعة الأعلى اللذين توفرهما من المحركات النفاثة من حجمها.
تستند الرحلات الأسرع من الصوت اليوم إلى ما علمنا إياه مهندسو X-1 عن الطيران الأسرع من الصوت ، أي. أداء المواد بسرعات عالية ، وأشكال الدفع الأكثر كفاءة ، والبيانات التي قدموها لنا حول تأثيرات الطيران الأسرع من الصوت على فسيولوجيا الإنسان. .
يقول كومبس: “كان الاستقرار في الطيران دون سرعة الصوت موجودًا منذ الأخوين رايت ، ويميز هذا الإنجاز X-1 كواحدة من أكثر الطائرات إثارة للإعجاب على الإطلاق. عائلة X تغادر.
بلغ العصر الذهبي للطائرات X ذروته في أواخر الخمسينيات من القرن الماضي مع أول رحلة لطائرة أمريكا الشمالية X-15 في عام 1959. “كان X-15 مشروعًا ضخمًا – فقد سيطر على كل شيء – وقد حقق أشياء مذهلة” ، كما يقول جلاسر.
كانت X-15 طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت وصلت إلى سرعة Mach 6.7 (8160 كم / ساعة) ، ولا تزال هذه الطائرة تحمل الرقم القياسي لأسرع رحلة تفوق سرعتها سرعة الصوت. بين عامي 1959 و 1968 ، تحركت X-15 ذهابًا وإيابًا بدون كبسولة أو مظلة. أخذت هذه الطائرة 8 من طياريها الاثني عشر إلى حافة الفضاء وعادت لتفوز بلقب أجنحة رواد الفضاء.
لكن وراء هذه النجاحات الفضائية تكمن حقيقة أخرى ، كانت X-15 في الأصل مختبرًا للطيران. تم نشر حوالي 765 ورقة بحثية تتناول قضايا مثل الآثار الطبية الحيوية للطيران في درجات حرارة عالية وانعدام الوزن ، ومشاكل الاستقرار والتحكم أثناء الطيران والعودة ، وأداء هياكل الطائرات في درجات حرارة عالية جدًا ، ودقة الأنفاق الهوائية. .
تقول إيمي شيرا تايتل ، مؤلفة كتاب “التحرر من سلاسل الجاذبية: قصة رواد الفضاء قبل ناسا” ، “لقد كتب الكثير عن X-15 ، لكن الشيء الوحيد الذي لم يتم الحديث عنه كثيرًا هو ما علمتنا إياه حول العنصر البشري. “” لقد تعلمنا الكثير عن كيفية تدريب الطيارين الذين يقودون طائرات غير عادية ، وتعلمنا كيفية تعليم الطيارين كيفية التغلب على القيود. “
يقول كومبس ، الذي يحتوي مختبره على نفق رياح تفوق سرعته سرعة الصوت: “لا يزال الكثير من هذه الأوراق ساريًا حتى اليوم ، خاصةً عندما يتعلق الأمر برحلة تفوق سرعة الصوت. لقد تعلمنا بالتأكيد الكثير من هذا البرنامج الذي ما زلنا نتحدث عنه ، مثل كيفية المناورة بسرعة تفوق سرعة الصوت. “
تم إلغاء برنامج X-15 في ديسمبر 1968 بعد 199 رحلة. ثم جاء جيل جديد من طائرات إكس. فبدلاً من تصميم طائرات X الجديدة للطيران بشكل أسرع وأعلى مثل الطائرات الصاروخية الأخرى ، غالبًا ما كانت الطائرات بدون طيار ومصممة لحل مشاكل تقنية محددة.
بدا من غير المحتمل تكرار نجاح الطائرات التي تعمل بالطاقة الصاروخية مثل X-1 و X-15. يقول العنوان ، “لديك طيارون يطيرون إلى حافة الفضاء وهم رواد هذا العصر الجديد. كان هناك جاذبية معينة في ما كان له صدى لدى الناس. لم يكن الأمر يتعلق بالتكنولوجيا فقط. كان المستقبل “.
ومع ذلك ، فقد تم بناء العديد من طائرات عائلة X على مدار الثلاثين عامًا الماضية ، ويستمر عددهم في النمو.
مثلت شركة Lockheed Martin X-33 Venture Star مشروع وكالة ناسا ولوكهيد مارتن لبناء خليفة لمكوك الفضاء. تم إلغاء المشروع في عام 2001 بسبب عطل في خزان الوقود أثناء الاختبار ، دون أي رحلات تجريبية ، على الرغم من اكتمال بنائه بنسبة 85 ٪. كما نجح سقف طائرة Scrumjet X-43 UAV ، التي كانت تحتوي على خطوط لامعة لافتة للنظر.
في مارس 2004 ، أصبحت X-43 أول مركبة مجهزة بنفاثة سكرم تطير تحت قوتها الخاصة. بعد ثمانية أشهر ، أصبحت X-43 أسرع طائرة ركاب ، حيث حققت سرعة Mach 9.6 (10196 كم / ساعة) وفازت بهذا الرقم القياسي.
تبحث X-59 الآن عن الصمت بدلاً من السرعة ، ولكن هذه مجرد بداية هدير فوق صوتي هادئ. يقول كومبس: “إن X-59 بحجم طائرة مقاتلة”. لكن السؤال التالي هو ، هل يمكننا بناء طائرة أكبر بحجم طائرة بوينج 737؟
المصدر: بي بي سي
5858
.