Hoofdafbeelding: het concept van een kunstenaar van de X-59 QueSST. Krediet: Lockheed Martin

Het kan de reistijd drastisch verminderen, maar supersonisch vliegverkeer bestaat amper. Er is nu echter een nieuwe race om de eerste 'Concorde' voor de 21e eeuw te produceren, dankzij de nieuwe technologie waarmee vliegtuigbouwers het enige kunnen overwinnen dat tot dusver supersonische vliegreizen onwerkbaar heeft gemaakt: de sonische boem.

Cue NASA, en zijn pogingen om de baanbrekende reeks van experimentele X-vlakken te doen herleven die teruggaan naar de Bell X-1, waarin Chuck Yeager de eerste man was die de geluidsbarrière in 1947 verbrak.

  • Heb jij een briljant idee voor de volgende geweldige technische innovatie? Doe mee aan onze Tech Innovation for the Future-wedstrijd en win tot wel £ 10.000!

Wat is een geluidsgolf?

We vliegen nog steeds met dezelfde snelheden die voor het eerst werden bereikt in de jaren zestig, omdat supersonisch vliegen nooit betaalbaar werd, toch? Dat is gedeeltelijk waar, maar een ander groot probleem met het luxe lijnvliegtuig Concorde was de zeer luide sonische dreun - ongeveer 130 decibel - die door iedereen daaronder te horen was terwijl hij met supersonische snelheden reed..

Schokgolven ontstaan ​​rond vliegtuigen die met de snelheid van geluid reizen. Krediet: NASA

(Afbeelding: © NASA)

Een sonische boem is een schokgolf. Wanneer iets sneller reist dan de snelheid van het geluid - 717 mph - ontstaan ​​schokgolven rond de neus, verspreiden zich weg van het vliegtuig en worden als een geluidsgolf op de grond gehoord. In het geval van Concorde was het eigenlijk een dubbele klank, en daarom mocht Concorde volgens de wet niet met supersonische snelheden over land vliegen; het vloog meestal over de Atlantische Oceaan tussen Londen / Parijs en New York, en nooit over Europa, Azië, Noord-Amerika of een andere landmassa.

Wat doet NASA?

“De terugkeer van de supersonische passagiersvlucht is een achtergrondoperatie sinds de gronding van de Concorde,“ zegt aerospace-expert Paul Kostek, senior systems engineer bij Base2 Solutions en een senior lid van het Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). NASA sloot recentelijk een overeenkomst met het Franse nationale luchtvaartonderzoekscentrum ONERA om samen te werken aan onderzoek, voorspellend waar de geluidshellingen zullen worden gehoord als supersonische vliegtuigen boven het hoofd vliegen.

De X-59 QueSST zal reizen op 940 mph. Krediet: NASA

(Afbeelding: © NASA)

“Deze samenwerking toont aan dat er interesse is in supersonische reizen over de hele wereld,” zegt Jaiwon Shin, NASA's geassocieerde beheerder voor luchtvaartkunde. “Het oplossen van het probleem van vervelende sonische dreunen kan uiteindelijk de reistijd naar wereldwijde bestemmingen halveren.” Het doel van het onderzoek is om precies te voorspellen waar sonische knallen de grond zullen bereiken.

NASA's nieuwe X-vlak

Het $ 247,5 miljoen X-59 Quiet Supersonic Technology (QueSST) experimenteel vliegtuig werd ontwikkeld voor NASA door de Skunk Works-faciliteit van Lockheed Martin - makers van het legendarische SR-71 Blackbird-verkenningsvliegtuig dat op Mach 3 vloog voor de Amerikaanse luchtmacht - vaart op 55.000 voeten met een snelheid van ongeveer 940 mph en maken “een geluid ongeveer net zo hard als het sluiten van een autodeur“ in plaats van een regelmatige geluidsgiek, volgens de NASA.

“NASA en Lockheed Martin beginnen windtunneltests van het QueSST-ontwerp,“ zegt Kostek. Naar verwachting zal het QueSST-ontwerp in 2021 vliegen als de Demonstratie met lage boomvlucht (LBFD), met als doel de sonische boem te elimineren. “Dit wordt bereikt door de druk rondom het casco geleidelijk te verhogen en de schokgolven te verminderen wanneer het vliegtuig door supersonische snelheid gaat,” zegt Kostek.

De X-59 QueSST zal over gemeenschappen in de VS vliegen. Krediet: NASA


(Afbeelding: © NASA)

Dus hoe en waarom gebeurt dit nu? Dat komt door nieuwe materiaaltechnologieën. “De komst van composieten heeft het vermogen verbeterd om deze nieuwe generatie supersonische vliegtuigen te bouwen,“ zegt Kostek. “Vormen - lichaam, neus, vleugels - die met titanium niet mogelijk waren, kunnen nu met behulp van samengestelde technologieën worden gedaan.“ NASA zegt dat de kenmerkende vorm van het vliegtuig - in het bijzonder de lange neus en de hooggeveegde vleugels - de geluidsgieken in 'sonische dreun' zullen veranderen.

De QueSST-tests

Vanaf 2022 voert NASA vliegproeven uit om aan te tonen dat de stille supersonische technologie werkt zoals ontworpen, en van 2023 tot 2025 zal de X-59 QueSST met supersonische snelheden over verschillende Amerikaanse steden vliegen. Het zal dan de mensen onder de vliegroutes onderzoeken, en kijken of / hoezeer de vluchten hen hinderden. De gegevens die zij verzamelen, zullen worden doorgegeven aan Amerikaanse en internationale toezichthouders die nieuwe geluidgerelateerde regels over supersonische vlucht over land overwegen.

Dat is cruciaal, want alle supersonische reizen over land is momenteel verboden. Naast het proberen om de technische problemen op te lossen, moet de NASA pleiten voor het bijwerken van de internationale wetgeving.

Kan de X-59 QueSST de hausse verslaan? Krediet: NASA

(Afbeelding: © NASA)

Babyboomer

Het is niet alleen NASA die werkt aan supersonische vliegtuigloze vliegtuigen. Een ander dergelijk vliegtuig is Baby Boom, de XB-1 Supersonic Demonstrator van Boom Technology, die nu in Colorado wordt gebouwd. Een commercieel supersonisch vliegtuig met 55 zitplaatsen, het zou de reis van Londen naar New York in slechts drie uur kunnen maken met snelheden van Mach 2.2 of 1451 mph - dat is sneller dan Concorde.

“Boom werkt aan een experimenteel testbedvliegtuig, dat gebruikt zal worden als proof of concept, en eliminatie en beperking van de geluidsgiek.,“ zegt Kostek. Japan Airlines en de Virgin Group zijn vroege investeerders, de eerste heeft 20 Baby Boom-vliegtuigen gereserveerd.

Baby Boom wordt ondersteund door Virgin en Japan Airlines. Krediet: Boomtechnologie

(Afbeelding: © Boom Technology)

Wat doet Boeing?

Boeing is een andere vliegtuigbouwer met ontwerpen om de snelheid van het geluid te doorbreken. “Boeing heeft ook aangekondigd dat een ontwerpconcept wordt gebruikt voor een Hypersonic (Mach 5) -vliegtuig,“ zegt Kostek. Mach 5 is maar liefst 3.836 mph, en volgens Boeing kan een dergelijk hypersonisch passagiersvoertuig bijna overal ter wereld binnen een tot drie uur reiken.
Hoe het beter gaat met de hausse is een beetje een cheat. “Het plan is om het vliegtuig hoger te laten vliegen, tot 95.000 voet, in tegenstelling tot de huidige operaties op 45.000 voet,“ zegt Kostek. Als het ooit in de lucht komt, zal het niet nog minstens twintig jaar duren.

Het ontwerpconcept van Boeing voor een passagiers dragend hypersonisch vliegtuig. Krediet: Boeing

(Afbeelding: © Boeing)

Boeing ontwikkelde eerder de X-51 Waverider, een onbemand onderzoekscamjet-experimenteel vliegtuig voor hypersonische vlucht op Mach 5.

“We zijn enthousiast over het potentieel van hypersonische technologie om de wereld sneller dan ooit tevoren te verbinden,“ zei Kevin Bowcutt, senior technische fellow en chief scientist of hypersonics bij Boeing. “Boeing bouwt voort op een fundament van zes decennia werk aan het ontwerpen, ontwikkelen en vliegen van experimentele hypersonische voertuigen, wat ons het juiste bedrijf maakt om de leiding te nemen bij het in de toekomst op de markt brengen van deze technologie.“

Is supersonische luchtvaart economisch levensvatbaar?

Hoewel het zeker in een of andere vorm komt - het ruimtetoerisme-vliegtuig van Virgin Galactic bereikte onlangs Mach 1.9, want in de nabije toekomst zal supersonische reizen waarschijnlijk worden beperkt tot gespecialiseerde vluchten, luxe zakenreizen en nationale veiligheid, en niet massale commerciële diensten. De technologische kloof kan worden opgevuld door de NASA en de geluidshinder wordt uitgeroeid, maar er is nog steeds weinig aan vliegtickets - de enorme luchtvaartindustrie is immers gebaseerd op lage tarieven.

“Financiële problemen zullen rijden als deze vliegtuigen ooit succesvol worden op de markt,“ zegt Kostek. “Hoeveel zullen passagiers bereid zijn te betalen voor een snellere reis?”

TechRadar's Volgende serie wordt u aangeboden in samenwerking met Honor

  • Denk je dat je het beste innovatie-idee hebt? Dan zou je £ 10.000 kunnen winnen!