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

Maðurinn

Valda börn hraðari öldrun foreldranna?

Maðurinn

Af hverju eru karlar líkamlega sterkari en konur?

Maðurinn

Af hverju eru karlar líkamlega sterkari en konur?

Menning og saga

Frjálslyndar konur Egyptalands hneyksluðu alla

Menning og saga

Frjálslyndar konur Egyptalands hneyksluðu alla

Lifandi Saga

Grimmsævintýri: Bönnuð börnum

Heilsa

Blóðflokkur þinn kann að hafa áhrif á hvort þú færð heilablóðfall snemma á lífsleiðinni

Lifandi Saga

Víkingarnir voru kynþokkafullir kvennabósar

NÝJASTA NÝTT

Lifandi Saga

Humar var hundafæða

Heilsa

Vísindamenn finna óvænt samband milli tannholdsbólgu og tiltekins sjúkdóms

Náttúran

Hvernig er móteitur gert?

Læknisfræði

Pasteur bjargaði heiminum frá hundaæði

Lifandi Saga

Áður en til fangelsisrefsingar kom hljóðaði dómurinn upp á: Kvalir og niðurlægingu

Lifandi Saga

Hver lagði eld að Róm?

Maðurinn

Af hverju var Elísabet drottning grafin í blýkistu?

Alheimurinn

Er jörðin kúla?

Maðurinn

Táningar eru forritaðir til að hætta að hlusta á það sem mamma segir

Tækni

Einvígi: Hvort krefst minni orku –einfalt uppvask eða uppþvottavél?

Lifandi Saga

Humar var hundafæða

Heilsa

Vísindamenn finna óvænt samband milli tannholdsbólgu og tiltekins sjúkdóms

Náttúran

Hvernig er móteitur gert?

Læknisfræði

Pasteur bjargaði heiminum frá hundaæði

Lifandi Saga

Áður en til fangelsisrefsingar kom hljóðaði dómurinn upp á: Kvalir og niðurlægingu

Lifandi Saga

Hver lagði eld að Róm?

Maðurinn

Af hverju var Elísabet drottning grafin í blýkistu?

Alheimurinn

Er jörðin kúla?

Maðurinn

Táningar eru forritaðir til að hætta að hlusta á það sem mamma segir

Tækni

Einvígi: Hvort krefst minni orku –einfalt uppvask eða uppþvottavél?

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

Maðurinn

Svona mikið vatn ættir þú að drekka á dag

Maðurinn

Svona mikið vatn ættir þú að drekka á dag

Náttúran

Fólk fer oft ekki rétt að köttunum sínum

Náttúran

Fólk fer oft ekki rétt að köttunum sínum

Maðurinn

Af hverju borðum við ekki gras?

Náttúran

Af hverju velta hundar sér í blautu rusli?

Maðurinn

Hversu margt tónlistarfólk þjáist af heyrnarskerðingu?

Læknisfræði

Hvenær byrjuðu læknar að nota eter?

Vinsælast

1

Heilsa

Blóðflokkur þinn kann að hafa áhrif á hvort þú færð heilablóðfall snemma á lífsleiðinni

2

Náttúran

Fólk fer oft ekki rétt að köttunum sínum

3

Maðurinn

Af hverju var Elísabet drottning grafin í blýkistu?

4

Maðurinn

Svona mikið vatn ættir þú að drekka á dag

5

Maðurinn

Vísindamenn leggja fram ný gögn: Hversu skaðlegt sjónvarpsgláp getur verið fyrir börn

6

Maðurinn

Rautt ljós getur leitt af sér betri sjón

1

Heilsa

Blóðflokkur þinn kann að hafa áhrif á hvort þú færð heilablóðfall snemma á lífsleiðinni

2

Maðurinn

Af hverju var Elísabet drottning grafin í blýkistu?

3

Maðurinn

Vísindamenn leggja fram ný gögn: Hversu skaðlegt sjónvarpsgláp getur verið fyrir börn

4

Maðurinn

Rautt ljós getur leitt af sér betri sjón

5

Lifandi Saga

Áður en til fangelsisrefsingar kom hljóðaði dómurinn upp á: Kvalir og niðurlægingu

6

Maðurinn

Af hverju eru karlar líkamlega sterkari en konur?

Lifandi Saga

Frelsisstyttan átti að hrópa til borgaranna

Lifandi Saga

Ótrúlegur dagur í flugstjórnarklefanum: Flugmaðurinn sogaðist út um gluggann

Maðurinn

Mannfólkið hefur kysst í 4.500 ár

Lifandi Saga

Hvaða land hefur oftast farið í stríð?

Maðurinn

Þarmabakteríurnar  lækka líkamshitann

Heilsa

Lífsnauðsynlegt næringarefni sem lítið er vitað um

Maðurinn

Krullað hár kælir höfuðið

Tækni

Hvernig virkar C14-greining?

Tækni

Framtíðin séð í baksýnisspegli 

Menning og saga

Ólíkar þjóðir í Evrópu á ísöld

Náttúran

Hunangsfluguna skortir flugtækni

Tækni

Græna afleysingin fyrir Concorde 2025

Humar var hundafæða

Áður en humar fór að sjást á matseðlum fínna veitingahúsa flokkaðist hann undir lélegan dósamat og var jafnframt notaður sem áburður á akrana. Að því kom að skelfiskur þessi varð sjaldséður vegna ofveiða og þá ávann hann sér nýtt orðspor sem hnossgæti.

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