ソニックブームを静かにするために設計された航空機

NASA X-59は、同機関のQuesst計画の下でLockheed Martin Skunk Worksによって開発された注目すべきな先端航空機で、針状の鼻を備えています。一連の試験飛行に向けて進展しており、これらの飛行は最終的に商業超音速航空を支配する規則を再構築する可能性があります。NASAはX-59の予定された第2回飛行の後、メディア向け電話会議を予定しており、そこで機関の指導者、Quesst計画の代表者、および航空機の試験パイロットが早期の飛行試験から学んだことについて議論します。

X-59の基本的な使命は概念上は欺瞞的に単純ですが、エンジニアリング上は非常に困難です。超音速航空機を再設計して、その発生するソニックブームを劇的に静かにし、NASAが説明する音響衝撃波——自動車のドアが閉まる音と同程度の知覚可能な低レベルの圧力波——を生成します。これは1970年代に規制当局が陸上での商業超音速飛行を禁止した破壊的で窓を揺るがすソニックブームの代わりになります。

ソニックブーム禁止がなぜ重要であるか

商業超音速航空は2003年にコンコルドが退役したとき、ほとんどの乗客にとって事実上終わりました。航空機はその運用生活全体を横断海洋路線に限定されていました。これは、人口密集した陸地地域での超音速飛行がほとんどの国（米国を含む）で違法であったためです。FAaは1973年に陸上での商業超音速飛行を禁止し、飛行経路下の地域社会に対するソニックブームの破壊的影響を理由としました。

この制限は、任意の超音速航空機の商業的生存可能性を劇的に制限しました。超音速速度からの時間節約が最も価値のある経路——米国横断飛行、ヨーロッパからアジアへの回廊——は、陸上飛行が避けられない経路とまったく同じです。規制的変化がなければ、新しい超音速航空機はコンコルドと同じ地理的制約に直面し、その市場を限定された一連のプレミアム横断海洋路線に制限します。

この状況を変えることは、規制当局に標準を修正するよう説得する必要があります。そしてそれをするために、規制当局は静かなソニックブームが存在し、公共がそれを受け入れ可能だと考えるという証拠が必要です。これはまさにX-59とQuesst計画が提供することを意図しているものです。

X-59がどのように音を形成するか

X-59は、衝撃波の形成と相互作用を管理する空気力学的特性を通じて、静かな超音速特性を達成します。航空機が音速を超えると、衝撃波が大気を伝播し、地面レベルで合体して、おなじみのダブルブームを生成します。強度は、航空機が作成する衝撃波パターンに依存します。

X-59の針状鼻——総長99フィートの航空機で約94フィート長——は、この合体を中断するために特別に設計されています。はるかに長い航空機本体に沿って衝撃波を拡散し、波が合併するのを防ぐために胴体と翼を形成することで、設計は地面でより弱く、より拡散した圧力特性を生成します。胴体上のエンジン配置は、下から排気衝撃波をシールドすることにより、ブームをさらに低減します。

結果的な騒音レベルはNASAの予測によれば、地面で約75デシベルであるべきです。これは従来の超音速航空機が生成する90デシベル以上をはるかに下回ります。75デシベルが飛行経路に沿った地域社会に受け入れられるかどうかは、最終的には技術的な問題と同じくらい社会的および政治的な問題です。これが、Quesst計画が複数の米国都市での計画されたコミュニティ騒音受け入れ研究を含む理由です。

規制変化への道

X-59の試験飛行がその音響特性がモデル化されたのと同じくらい静かいことを確認すれば、NASAは選ばれた地域での実証飛行を実施し、住民がどのように音を知覚するかについての体系的なデータを収集することを計画しています。このデータは、新しい超音速騒音基準を支持する証拠としてFAAおよび国際民間航空機関に提出されるでしょう。

FAaは、より静かい航空機が開発されたという説得力のある証拠が提示された場合、陸上での超音速飛行禁止を修正する開放性を示唆しています。United Airlinesはプーム・スーパーソニックから超音速航空機の注文を行っています。商業超音速航空の復活は、規制的枠組みが陸上経路を許可するように進化するかどうかに大きく依存しています——X-59の第2回飛行は、その規制的議論を構築する初期の重要なステップです。

この記事はNASAの報道に基づいています。元の記事を読む。