מטוס המחקר העל-קולי השקט X-59 של נאס"א מואר בצורה דרמטית ל"צילום זוהר", שנלכד לפני ה-12 בינואר 2024, במתקן Skunk Works של לוקהיד מרטין בפאלדייל, שם נבנה המטוס. קרדיט: לוקהיד מרטין / מייקל ג'קסון
בדיקות קרקע עבור נאס"אמטוסי ה-X-59 של ה-X-59 מציגים התקדמות מבטיחות בהקלטת בומים קוליים שקטים, ומכינים את הבמה לנסיעה על-קולית שקטה יותר.
מטוס הניסוי X-59 של נאס"א הוא ייחודי – הוא תוכנן לטוס מהר יותר ממהירות הקול, אך מבלי לגרום לבום קולי חזק. כדי לאשר את יכולתו של ה-X-59 לטוס על קולי תוך הפקת "חבטות קוליות" שקטות בלבד, נאס"א צריכה להיות מסוגלת להקליט את הצלילים הללו מהקרקע. הסוכנות השלימה לאחרונה בדיקות שמטרתן להבין את הציוד והנהלים הדרושים לביצוע ההקלטות הללו.
מערכות הקלטה פורצות דרך
טיסות ה-Carpet Deermination In Entirety Measurements (CarpetDIEM) של נאס"א בחנו את האיכות והחוסן של דור חדש של מערכות הקלטה קרקע, תוך התמקדות כיצד לפרוס את המערכות לבדיקת X-59, ולאחזר את הנתונים שהם אוספים. בסך הכל, החוקרים הקימו 10 תחנות מיקרופון על פני רצועת מדבר של 30 מייל ליד מרכז המחקר לטיסות ארמסטרונג של נאס"א באדוארדס, קליפורניה.
נאס"א השלימה לאחרונה סדרה של בדיקות להפחתת סיכונים לפני שלב 2 של משימת ה-Quest שלה, אשר תבחן את יכולתו של מטוס הניסוי X-59 להפוך בומים קוליים לשקטים יותר. קרדיט: נאס"א/סטיב פרסל
שלבי הכנה ובדיקה
"אנחנו מנסים לענות על שאלות כמו כמה אנשים צריך כדי לצאת ולשרת את המכשירים האלה על בסיס יומי, איך להחזיר את הנתונים, כמה כלי רכב צריך – כל מיני דברים על איך אנחנו פועלים, " אמר ד"ר פורסט קרפנטר, החוקר הראשי של סדרת הטיסה השלישית, הידועה בשם CarpetDIEM III. "אנחנו קצת לומדים איך לרקוד עכשיו, כך שכשנגיע לריקוד הגדול, אנחנו מוכנים לצאת לדרך."
ה-X-59 עצמו עדיין לא טס, אז באמצעות F-15 ו-F-18 של נאס"א ארמסטרונג, בדיקת CarpetDIEM III כללה 20 מעברים על-קוליים במהירויות שנעות בין מאך 1.15 ל-מאך 1.4, בגבהים שנעים בין 40,000 ל-53,000 רגליים. שלושה מהמעברים כללו מטוס F-18 שביצע תמרון צלילה הפוך מיוחד כדי לדמות בום קולי שקט, כאשר אחד מקבל שקט כמו 67 דציבלים מפלס נתפסים, מדד לרעש הנתפס של הסילון עבור צופה על הקרקע.
מהנדס התעופה והחלל לארי קליאט, מנהל משנה של Quesst Phase 2 ומוביל טכני לשלב האימות האקוסטי של משימת Quesst, מקים מערכת הקלטה קרקעית במדבר קליפורניה. משימת Quesst השלימה לאחרונה בדיקות של פעולות וציוד שישמשו בהקלטת החבטות הקוליות של ה-X-59. הבדיקה הייתה השלב השלישי של קביעת שטיחים בטיסות מדידות שלמות, הנקרא בקיצור CarpetDIEM. מטוסי F-15 ו-F-18 ממרכז מחקר הטיסה של נאס"א בארמסטרונג באדוארדס, קליפורניה, יצרו בומים קוליים, חזקים ורכים כאחד, כדי לאמת את הפעולות של מערכות רישום קרקע הפרוסות על פני 30 מייל של מדבר פתוח. קרדיט: נאס"א/סטיב פרימן
הורדת עוצמת קול בום
"אנו מצפים שהחבטה הקולית של X-59 תהיה נמוכה עד כ-75 דציבלים של עוצמה נתפסת", אמר לארי קליאט, מנהל תת-פרויקט לשלב האימות האקוסטי של Quesst. "זה הרבה יותר שקט מהקונקורד, שהיה יותר מ-100 דציבלים עוצמתיים".
על מנת למדוד את החבטות הקוליות השקטות מאוד הללו, מערכות ההקלטה הקרקעית המשמשות בטיסות CarpetDIEM כוילות למדידה נמוכה של כ-50 דציבלים עוצמתיים נתפסים – שווה ערך להיות בחדר עם מקרר פועל.
CarpetDIEM III גם אימת את השימוש ב-Automatic Dependent Surveillance-Broadcast, טכנולוגיה קיימת המוטסת בכל המטוסים המסחריים ורוב המטוסים הפרטיים כדי לדווח על מהירות ומיקום. מערכת זו מפעילה את מערכות ההקלטה הקרקעיות להתחיל בהקלטה.
"לא יכולים להיות לנו 70 אנשים שונים בכל תיבת מכשור בודדת," אמר קלייאט. "היינו צריכים למצוא דרך להפוך את התהליך הזה לאוטומטי".
ד"ר פורסט קרפנטר, משמאל, חוקר ראשי לשלב השלישי של CarpetDIEM, Carpet Deermination in Entirety Measurements טיסות, עוקב אחר בדיקה מאחד מחדרי הבקרה במרכז לחקר הטיסה של נאס"א באדוארדס, קליפורניה. לצד קרפנטר נמצא בריאן סטרוורס, מהנדס ראשי לטכנולוגיה מסחרית על-קולית. השלב השלישי של CarpetDIEM בדק לוגיסטיקה ושדרוג מערכות הקלטה קרקע כהכנה לשלב האימות האקוסטי של משימת Quesst. קרדיט: נאס"א/סטיב פרימן
עמידות ויעילות
מערכות ההקלטה מתוכננות לעמוד בפני אלמנטים המדבריים, בחום הקיצוני של הקיץ ובקור החורף, ולהיות עמידות בפני נזקי חיות בר, כגון לעיסה של מכרסמים, זאב ערבות ושועלים.
"כשנגיע לשלב 2 של משימת Quesst, אנו מצפים לבצע את ההקלטות הללו של חבטות קוליות למשך עד תשעה חודשים", אמר קליאט. "אנחנו צריכים להיות מסוגלים לקבל מכשור ופעולות שיכולים להקל על פריסה כה ארוכה."
לקח נוסף שנלמד – זמן ההתקנה של תחנות ההקלטה היה קצת פחות משעה, לעומת 2 1/2 שעות הצפוי. בהתחשב בביצועי המערכות, הצוות יעריך אם הם צריכים לבקר בכל האתרים בכל יום של בדיקות שלב 2.
שיתוף פעולה ותיאום
הצוות גם למד על תהליכי התיאום והתיעוד הדרושים למחקר כזה, הן עם ארגונים פנימיים, כגון משרדי הסביבה והבטיחות של נאס"א ארמסטרונג, והן עם גורמים חיצוניים כולל:
- הלשכה האמריקאית לניהול קרקעות, שנתנה אישור להשתמש בקרקעות ציבוריות לצורך הבדיקה
- רשויות אכיפת החוק, שסייעו לאבטח את אתר הבדיקה
- מינהל התעופה הפדרלי, שנתן אישור למטוסי נאס"א לטוס מחוץ לבסיס חיל האוויר אדוארדס הגביל את המרחב האווירי על מנת לבצע חלק מבדיקות CarpetDIEM
להסתכל קדימה
כדי להתכונן ל-Quesst Phase 2, החוקרים מצפים לערוך מפגשי תרגול בשנת 2024, תוך שילוב כל הלקחים שנלמדו והשיטות המומלצות מכל שלושת השלבים של CarpetDIEM.
