Tækni

NASA prófar hljóðfráa farþegaþotu

Engar hljóðfráar farþegaþotur hafa svifið um himininn síðan 2003. NASA-þotan X-59 boðar nú endurkomu svo mikils hraða.

BIRT: 12/06/2023

Síðasta farþegaþotan sem fær var um að rjúfa hljóðmúrinn lenti eftir síðasta flug sitt árið 2003. Evrópsku Concorde-þoturnar höfðu þá flogið yfir Atlantshaf frá 1976 en að vísu ekki vandkvæðalaust.

 

Auk þess að gleypa gríðarmikið eldsneyti var þessum þotum bannað að fljúga á fullum hraða nema yfir sjó. Þegar vélarnar rufu hljóðmúrinn varð hávaðinn svo ærandi að hann gat bæði brotið gler og valdið heyrnarsköddun.

 

Háhraðaflug hefur reyndar verið bannað yfir landi í Bandaríkjunum síðan 1973 vegna fjölda kvartana. En hjá NASA hyggjast menn nú ráða bót á þessu, að því er fram kemur í fréttatilkynningu.

 

NASA og Lockheed Martin hafa í sameiningu þróað þotuna X-59 QueSST en sérstök hönnun hennar á að deyfa hljóðmúrsbrakið niður í eitt högghljóð.

3D líkan af X-59 QueSST. Mjóslegið nef hennar og flatar útlínur eiga að dreifa höggbylgjum um flugvélina þannig að svokallaðar yfirhljóðsbommar hverfa þegar flugvélin brýtur hljóðmúrinn.

Hávaðinn brýtur gler

Þegar flugvél fer fram úr hraða hljóðsins og rýfur þar með hljóðmúrinn myndar atvikið ofboðslegan hávaða, allt að 110 desibel að styrk sem kallast hljóðmúrsbrestur eða „sonic boom“.

 

Hitastig, loftþrýstingur og byggingarefni flugvélar á allt þátt í því hvenær hljóðmúrinn er rofinn en í 10 km hæð, þar sem ríkt getur 60 stiga frost, getur hljóðmúrinn rofnað við 1.062 km hraða.

 

Þegar flugvél nálgast hraða hljóðsins þrýstast hljóðbylgjur saman framan við vélina og mynda „hljóðmúr“. Þrýstibylgjur framan og aftan við vélina mynda sameiginlega höggbylgju sem frá jörðu heyrist sem ofboðslega hávær brestur.

 

Nú mega flugvélar ekki rjúfa hljóðmúrinn nema þær séu yfir sjó eða í 9.145 metra hæð yfir landi. Flestar farþegaþotur ná því ekki nema 926 km hraða.

 

Vegna þess hve hljóðmúrsbresturinn er svo ofboðslega kraftmikill að hann getur brotið gler og valdið fólki miklum óþægindum hafa verkfræðingar lengi leitað aðferða til að draga úr hávaðanum.

 

Hönnunin dreifir höggbylgjum

Hjá NASA telja menn sig nú hafa fundið slíka hönnun með X-59 QueSST (Quiet SuperSonic Technology).

 

Þetta er enn sem komið er tilraunavél, 29,5 metra löng og 9 metra breið og henni er ætlað að rannsaka hvernig megi draga sem allra mest úr hljóðmúrsbrestinum. Niðurstöðurnar gæti svo mátt nýta við aðrar gerðir, t.d. farþegaþotur.

 

Með því að nýta hönnunarreiknilíkan, kallað Computational Fluid Dynamics gátu verkfræðingarnir séð fyrir hvernig loftsameindir þyrftu að hegða sér til að valda ekki óþægilegum hávaða.

Mjóslegnar og flatar útlínur þotunnar voru svo hannaðar á grundvelli þessara prófana.

 

Hönnunin á að dreifa þannig úr hljóðbylgjunum að ekki skapist neinn hljóðmúrsbrestur. Þess í stað á aðeins að heyrast kyrrlátt högghljóð – ef þá nokkuð heyrist á annað borð.

Tæknifyrirtækið Lockheed Martin sér um smíði X-59. Líkan af flugvélinni hefur gengist undir fjölda mikilvægra prófana og er tilbúið fyrir frumraun sína árið 2023.

Þessi tilraunavél getur náð hraðanum Mach 1,42 sem samsvarar ríflega 1.510 km hraða.

 

Til samanburðar náðu Concorde-vélarnar ríflega Mach 2. Mach-gildið er mælieining þar sem hraði hlutar er mældur sem hlutfall af hljóðhraðanum.

 

Flugstjórnarklefinn í X-59 er óneitanlega sérstakur þar eð nefið er svo langt og oddmjótt. Flugmennirnir munu ekki sjá mikið út um framrúðuna.

 

Þess í stað hafa þeir lítinn HD-skjá sem nýtir sérstaka tækni sem NASA kallar eXternal Vision System og á að veita örugga stjórn á vélinni. Litlir skynjarar á flugvélinni leggja til myndir handa flugmönnunum.

 

Hljóðfrá farþegaflugvél fyrir 2030

Lítið módel af vélinni hefur þegar verið prófað í vindgöngum með góðum árangri og eftir það hefur frumgerð í fullri stærð farið í gegnum prófanir á jörðu niðri.

Í hönnunarforritinu Computational Fluid Dynamics gátu verkfræðingar séð hvernig loftsameindir hreyfðust kringum tölvumódel af X-59.

Hjá NASA er þess vænst að X-59 geti farið í fyrsta reynsluflugið á árinu 2023. Þá verða gerðar tilraunir með að rjúfa hljóðmúrinn yfir byggð.

LESTU EINNIG

HÖFUNDUR: Søren Rosenberg Pedersen

© NASA. © NASA/ Lockheed Martin

Heilsa

Læknar hafa grætt heilt auga í mann

Maðurinn

Nú geta vísindamenn ráðskast með drauma okkar

Maðurinn

Nú geta vísindamenn ráðskast með drauma okkar

Tækni

140.000 veirutegundir hafa fundist í þarmaflórunni

Tækni

140.000 veirutegundir hafa fundist í þarmaflórunni

Lifandi Saga

Af hverju er rússneskur bær í Noregi?

Jörðin

Leiða loftslagsbreytingar til fleiri jarðskjálfta?

Maðurinn

Heilsa okkar ræðst af blóðinu

NÝJASTA NÝTT

Lifandi Saga

Ísraelski vígamaðurinn: Vill lifa í friði með Palestínumönnum

Maðurinn

Er hægt að verða gráhærður á einni nóttu?

Heilsa

Hrotur geta verið vísbending um hjartasjúkdóm: Einn hópur er í sérstakri áhættu

Náttúran

Af hverju eru lauf trjáa með mismunandi lögun?

Jörðin

99 stórborgir eru að sökkva

Maðurinn

Munnvatnið er fullt af eitri

Maðurinn

Gæludýr koma í veg fyrir offitu og ofnæmi meðal barna

Náttúran

Hvernig bárust kettir til Ameríku?

Heilsa

Er mikið um kyrrsetu hjá þér í vinnunni? Þá getur kaffi lengt líf þitt samkvæmt stórri rannsókn.

Heilsa

Lækning gegn útbreiddum meltingartruflunum finnst í flestum eldhúsum.

Lifandi Saga

Ísraelski vígamaðurinn: Vill lifa í friði með Palestínumönnum

Maðurinn

Er hægt að verða gráhærður á einni nóttu?

Heilsa

Hrotur geta verið vísbending um hjartasjúkdóm: Einn hópur er í sérstakri áhættu

Náttúran

Af hverju eru lauf trjáa með mismunandi lögun?

Jörðin

99 stórborgir eru að sökkva

Maðurinn

Munnvatnið er fullt af eitri

Maðurinn

Gæludýr koma í veg fyrir offitu og ofnæmi meðal barna

Náttúran

Hvernig bárust kettir til Ameríku?

Heilsa

Er mikið um kyrrsetu hjá þér í vinnunni? Þá getur kaffi lengt líf þitt samkvæmt stórri rannsókn.

Heilsa

Lækning gegn útbreiddum meltingartruflunum finnst í flestum eldhúsum.

Fáðu aðgang að vÍSINDI.IS

Ókeypis í 2 vikur!

 

Eftir það kostar eingöngu 1.390 kr. á mánuði og enginn uppsagnarfrestur.

 

Innifalið er aðgangur að öllum greinum á vefnum ásamt rafræna útgáfu af nýjustu tölublöðunum.

  • Fullur aðgangur að visindi.is
  • Frábærar myndir og myndbönd
  • Aðgengilegt í öllum snjalltækjum
  • Fullur aðgangur að gríðarlegu magni eldri greina
  • Nýjustu tölublöðin í rafrænu formi

Lifandi Saga

Sósíaldarwinistarnir lýstu yfir stríði gegn fátækum

Lifandi Saga

Sósíaldarwinistarnir lýstu yfir stríði gegn fátækum

Lifandi Saga

BNA á barmi borgarastyrjaldar: Nasista-prestur vildi bylta lýðræðinu

Lifandi Saga

BNA á barmi borgarastyrjaldar: Nasista-prestur vildi bylta lýðræðinu

Lifandi Saga

Bretar knúðu fram frjálsa verslun með fallbyssum

Lifandi Saga

Nasistaveiðar meðal óvina 

Lifandi Saga

Nasistar leituðu arísks menningarheims í Tíbet

Glæpir

Newton upprætti peningafölsun í Englandi

Vinsælast

1

Maðurinn

Er hægt að verða gráhærður á einni nóttu?

2

Maðurinn

Gæludýr koma í veg fyrir offitu og ofnæmi meðal barna

3

Maðurinn

Munnvatnið er fullt af eitri

4

Jörðin

99 stórborgir eru að sökkva

5

Heilsa

Hrotur geta verið vísbending um hjartasjúkdóm: Einn hópur er í sérstakri áhættu

6

Náttúran

Hvernig bárust kettir til Ameríku?

1

Maðurinn

Er hægt að verða gráhærður á einni nóttu?

2

Jörðin

99 stórborgir eru að sökkva

3

Heilsa

Hrotur geta verið vísbending um hjartasjúkdóm: Einn hópur er í sérstakri áhættu

4

Lifandi Saga

Ísraelski vígamaðurinn: Vill lifa í friði með Palestínumönnum

5

Náttúran

Af hverju eru lauf trjáa með mismunandi lögun?

Lifandi Saga

Hvers vegna hættu karlar að ganga með hatt?

Lifandi Saga

Versti óvinur skógareldanna

Lifandi Saga

Í fallhlíf til helvítis: Slökkviliðsmenn stukku beint niður í eldhafið

Maðurinn

Göngutúr heldur heilanum heilbrigðum

Menning og saga

Leynirými í 4.400 ára gömlum egypskum pýramída

Heilsa

Vísindamenn hafa fundið mikilvægan eiginleika sem er sameiginlegur öllum sem náð hafa 100 ára aldri.

Lifandi Saga

Belgía biður Kongó afsökunar – með tönn

Lifandi Saga

Af hvaða kynstofni var Kleópatra?

Lifandi Saga

Kitty var Kim Kardashian 18. aldar

Heilsa

Bakteríurnar þrífast vel í handklæðinu þínu

Lifandi Saga

Voru víkingarnir húðflúraðir?

Menning

Þess vegna verða konur þreyttar á (sumum) körlum

Ísraelski vígamaðurinn: Vill lifa í friði með Palestínumönnum

Sérsveitarhermaðurinn Ehud Barak barðist með hnífum, hríðskotaskammbyssu og í kvenklæðum gegn fjandmönnum Ísraela um áratugaskeið en þrátt fyrir þessa fortíð reyndi hann að skapa varanlegan frið við Palestínumenn þegar hann varð forsætisráðherra.

Lifandi Saga

ÁSKRIFT AÐ VÍSINDI.IS

Prófaðu í 14 daga ókeypis!

  • Fullur aðgangur að vefnum okkar með tæplega 3000 skemmtilegum og spennandi greinum um allt milli himins og jarðar á sviði vísinda og sögu.
  • Lifandi vísindi/Lifandi saga í rafrænni útgáfu á vefnum,
  • Aðeins 1.690 krónur á mánuði.
  • Engin skuldbinding – Þú getur hætt hvenær sem er.

ÁSKRIFT AÐ TÍMARITINU

Þrjú tölublöð + gjöf: Skemmtilegur sjónauki
  • Þrjú næstu tölublöð Lifandi vísinda/Lifandi sögu – sent heim til þín – eins færðu lítinn og vandaðan sjónauka að gjöf.
  • Fullur aðgangur að vefnum okkar – visindi.is – með tæplega 3000 skemmtilegum og spennandi greinum um allt milli himins og jarðar á sviði vísinda og sögu.
  • Spennandi greinar og flottar myndir sem svala forvitni þinni.
  • Þú getur hætt eftir tilboðið en ef þú heldur áfram skuldbindur þú þig aðeins þrjú tölublöð í einu og þú getur sagt upp hvenær sem sem og klárar þá tímabilið sem er hafið.
  • Venjuleg áskrift – þrjú tölublöð – kostar aðeins 7.590 kr

Sjónauki og þriggja blaða áskrift – Alls 3.800 kr.

Lifandi vísindi

Lyf

Lifandi saga

Search

Ertu áskrifandi að tímaritinu?

Áskrifendur að tímaritinu geta fengið frían aðgang að vefnum hér.

Innskráning

Ertu áskrifandi að tímaritinu?

Áskrifendur að tímaritinu geta fengið frían aðgang að vefnum hér.

Viltu lesa greinina?

Fáðu aðgang að visindi.is

Ókeypis í 2 vikur!

Eftir það kostar eingöngu 1.390 kr. á mánuði og enginn uppsagnarfrestur.

Innifalið er aðgangur að öllum greinum á vefnum ásamt rafræna útgáfu af nýjustu tölublöðunum.

  • Fullur aðgangur að visindi.is
  • Frábærar myndir og myndbönd
  • Aðgengilegt í öllum snjalltækjum
  • Fullur aðgangur að gríðarlegu magni eldri greina
  • Nýjustu tölublöðin í rafrænu formi

Núverandi áskrifendur að tímaritinu fá að sjálfsögðu ókeypis aðgang að vefnum og þurfa bara að virkja aðgang sinn hér.

Ef þú ert þegar áskrifandi að visindi.is