NASA의 항공 혁신자들은 초음속이지만, 조용한 반전을 할 준비가 되어 있다.

NASA의 항공 혁신자들은 초음속이지만, 조용한 반전을 할 준비가 되어 있다.

수십 년 만에 처음으로, NASA 항공사는 조용한 초음속 기술로 소리보다 빠르게 날 수 있도록 고안된 조종식 X-플레인의 건설을 진전시키고 있다.

이 새로운 X-플레인의 임무는 상업적인 초음속 여객기 육상을 여행할 수 있는 중요한 데이터를 제공하는 것이다.

이 개조된 Northrop F-5E 제트기는 2003년 NASA의 Saped Sonic Boom 시연 프로그램에 사용되었는데, 초음속 비행 중 발생하는 소닉 붐의 강도를 줄이기 위해 항공기의 모양을 사용할 수 있다는 것을 보여주는 데 성공했다.

이를 위해 NASA는 4월 2일 캘리포니아 주 팜데일의 록히드 마틴 항공사와 2021년 말까지 X-플레인을 제작해 캘리포니아의 암스트롱 비행연구센터에 인도하는 2억4750만 달러의 계약을 체결했다.

"이런 규모의 X-플레인을 설계하고 비행하는 것은 매우 흥분되는 일입니다,"라고 항공우주국의 신원 신 부국장은 말했다. "모든 사람에게 이익을 주기 위해 초음속 비행의 기술적 장벽을 해결한 우리의 오랜 전통은 계속되고 있다."

저음 비행 시위자로 알려진 이 임무의 성공 비결은 초음속 비행 능력을 보여주지만, 매우 조용하게 소닉 붐을 일으키는 것이 될 것이다. 만약 그들이 그들의 말을 듣는다면, 지상의 사람들은 그들을 거의 알아채지 못할 것이다.

항공기 속도에 근거한 현재의 규정은 육지 상에서의 초음속 비행을 금지하고 있다. 저공비행으로 NASA는 아직 선정되지 않은 소수의 미국 도시들을 비행함으로써 조용한 초음속 기술이 얼마나 효과적인지에 대한 데이터를 수집할 계획이다.

지역사회 대응 데이터의 완전한 집합은 2025년에 연방항공청(FAA)과 국제민간항공기구(ICAO)에 전달될 목적으로, 이 자료에서 그들은 인식된 소음 수준에 근거한 새로운 규칙을 개발하고 채택하여 육지 상공에서 상업적인 초음속 비행을 할 수 있다.

1947년 미국 항공우주국(NASA) 자문위원회(National Advisory Committee for Aeronautics)에서 X-1이 처음으로 음속의 장벽을 깨는 것을 시작으로 수년 간의 소닉 붐 연구는 저음 비행 시연 X-플레인의 거의 침묵에 가까운 비행 처리의 길을 닦았다.

이 슐리렌 이미지에서는 이 T-38을 중심으로 충격파가 형성되기 시작하는 것이 보인다. 그들은 비행기에서 멀리 전파되어 지상에서 소닉 붐으로 들린다. NASA는 이 이미지를 충격파를 연구하고 소닉 붐을 조용하게 만드는 방법을 배우기 위해 사용한다.

X-플레인의 디자인이 어떻게 조용한 소닉 붐을 일으키는지에 대한 해답은 그것의 독특한 모양의 선체가 초음파를 발생시키는 방식에 있다. 기존의 항공기 설계에서 나온 충격파는 비행기의 코와 꼬리로부터 멀어질 때 합쳐지며, 뚜렷하고 우레와 같은 두 개의 소닉 붐을 일으킨다.

그러나 이 디자인의 모양은 충격파를 항공기에서 멀리 보내어 그들이 두 번의 큰 굉음을 내며 함께 오는 것을 방지한다. 그 대신 훨씬 약한 충격파가 여전히 분리되어 있는 지면에 도달하는데, 그것은 밖에 서 있는 사람이 조금이라도 그것을 알아차린다면 다시 한 번 빠른 연속의 부드러운 쿵쿵 하는 소리로 들릴 것이다.

이 아이디어는 1960년대에 처음 이론화되었고 그 이후 수년간 NASA와 다른 나라들에 의해 시험된 것으로 2003-2004년부터 독특한 모양의 코로 개조된 F-5E 타이거 전투기를 비행하는 것을 포함하는데, 이 아이디어는 붐 감소 이론이 건전하다는 것이다.

저층 비행 시연 설계에 대한 NASA의 자신감은 풍력 터널 시험과 첨단 컴퓨터 시뮬레이션 도구, 그리고 실제 비행 시험의 결과를 이용한 보다 최근의 연구에 고무되어 있다.

최근의 연구는 초음속 항공기 날개의 공기역학적 효율을 향상시키는 방법을 연구했고, 대기를 통한 소닉 붐의 전파를 더 잘 이해하려고 노력했다.

심지어 150년 된 사진 기술도 지난 몇 년 동안 초음속 충격파 행동의 현대적 미스터리를 푸는 데 도움을 주었다.

"NASA가 다른 정부 기관, 항공 우주 산업 및 미래 지향적인 학회들의 많은 파트너들과 함께 이끌어온 노력 때문에 우리는 이 중요한 이정표에 도달했습니다,"라고 NASA의 상업적 초신성 기술 프로젝트 매니저인 Peter Coen은 말했다.

그래서 이제 금속을 자르고 공사를 시작할 시간이다.

X-플레인의 구성은 록히드마틴이 2016년 수주한 계약에 따라 개발한 예비 설계에 기초한다. 제안된 항공기는 길이가 94피트, 날개 길이는 29.5피트, 이륙 무게는 32,300파운드가 될 것이다.

55,000 피트의 순항 고도에서 X-플레인의 설계 연구 속도는 마하 1.42 즉, 940 mph이다. 최고 속도는 마하 1.5 또는 시속 990마일이 될 것이다.

 

https://youtu.be/DPd0OHrmCBc