Máy bay thử nghiệm X-59 của NASA đã bắt đầu các bài kiểm tra lăn bánh tại Air Force Plant 42 ở Palmdale , California , đánh dấu một cột mốc quan trọng trong nỗ lực của cơ quan này nhằm phát triển công nghệ bay siêu thanh êm ái hơn. Chiếc máy bay được thiết kế để giảm tiếng nổ siêu thanh thành tiếng thình nhẹ nhàng hơn, đại diện cho một nỗ lực táo bạo nhằm hồi sinh du hành siêu thanh thương mại sau khi Concorde nghỉ hưu vào năm 2003.
Thông số kỹ thuật X-59
- Hệ thống tầm nhìn bay nâng cao: Camera phía trước 4K với góc nhìn 33° × 19°
- Địa điểm: Nhà máy số 42 của Không quân Hoa Kỳ, Palmdale , California
- Nhiệm vụ: Chương trình Quesst của NASA để trình diễn bay siêu thanh êm ái
- Mục tiêu thiết kế: Giảm tiếng nổ siêu thanh thành âm thanh "thình thịch" nhẹ nhàng
 |
|---|
| Một cặp máy bay chiến đấu đỗ tại cơ sở tượng trưng cho những tiến bộ công nghệ hàng đầu trong lĩnh vực hàng không mà X-59 hướng tới thể hiện |
Tầm nhìn phía trước bị loại bỏ do thiết kế
Đặc điểm nổi bật nhất của X-59 đã gây ra cuộc thảo luận sôi nổi trong cộng đồng hàng không: việc hoàn toàn thiếu tầm nhìn phía trước. Mũi máy bay dài và nhọn hoàn toàn che khuất tầm nhìn phía trước của phi công, buộc phải dựa vào hệ thống camera tinh vi để điều hướng. Hệ thống Enhanced Flight Vision System này sử dụng camera 4K hướng về phía trước với góc nhìn 33 độ x 19 độ để bù đắp cho buồng lái bị che khuất.
Lựa chọn thiết kế này loại bỏ nhu cầu về các giải pháp cơ học phức tạp như mũi cúi của Concorde , vốn phải nghiêng xuống dưới khi hạ cánh để cho phi công có tầm nhìn. Tuy nhiên, điều này đặt ra những câu hỏi quan trọng về an toàn trong các tình huống camera bị hỏng. Các thủ tục khẩn cấp có thể bao gồm hạ cánh chỉ dựa vào thiết bị hoặc có thể sử dụng hệ thống ghế thoát hiểm, mặc dù các giao thức cụ thể vẫn được phân loại trong hướng dẫn bay của máy bay.
Enhanced Flight Vision System: Hệ thống điều hướng dựa trên camera thay thế tầm nhìn phía trước truyền thống bằng màn hình kỹ thuật số.
Mối quan ngại về phân bố trọng lượng và độ ổn định
Tỷ lệ bất thường của X-59 đã tạo ra cuộc thảo luận kỹ thuật đáng kể. Mũi máy bay kéo dài tạo ra thách thức phân bố trọng lượng độc đáo, với buồng lái được đặt hơi phía trước bánh mũi và cách xa đáng kể so với đầu máy bay. Bất chấp những lo ngại ban đầu về việc nặng về phía động cơ, các chuyên gia hàng không lưu ý rằng hình nón mũi kéo dài có thể rỗng và nhẹ, được thiết kế chủ yếu để kiểm soát dòng khí động học thay vì chứa thiết bị nặng.
Độ ổn định của máy bay dựa vào các cánh đuôi lớn và công nghệ fly-by-wire để quản lý các lực khí động học được tạo ra bởi diện tích bề mặt phía trước đáng kể. Điều này đại diện cho sự khác biệt so với thiết kế máy bay thông thường, nơi trọng tâm thường nằm hơi phía trước so với trung tâm khí động học của cánh.
 |
|---|
| Việc xử lý cẩn thận công nghệ trong môi trường được kiểm soát làm nổi bật những thách thức kỹ thuật phải đối mặt trong việc phát triển cấu trúc độc đáo của X-59 |
Cuộc tranh luận về bay siêu thanh thương mại ngày càng gay gắt
Tiến trình của X-59 đã làm bùng phát lại những cuộc tranh luận sôi nổi về tương lai thương mại của hàng không siêu thanh. Những khó khăn tài chính của Concorde đóng vai trò như một câu chuyện cảnh báo - mặc dù hoạt động trong 33 năm, nó đòi hỏi trợ cấp chính phủ đáng kể trong suốt thời gian phục vụ. Người nộp thuế Pháp đã đóng góp 66 triệu đô la Mỹ hàng năm trong đầu những năm 1980 để duy trì dịch vụ siêu thanh của Air France .
Tuy nhiên, những người ủng hộ hiện đại cho rằng những tiến bộ công nghệ có thể thay đổi tính kinh tế. Các công ty như Boom Supersonic đang phát triển máy bay nhắm tới tốc độ Mach 1.3 trên đất liền, chậm hơn đáng kể so với khả năng Mach 2 của Concorde nhưng có thể đủ êm để bay trên đất liền. Đột phá chính sẽ là sự chấp thuận của cơ quan quản lý đối với bay siêu thanh trên các khu vực có dân cư, hiện đang bị cấm ở hầu hết các quốc gia.
Ngay cả khi bay siêu thanh kém hiệu quả nhiên liệu hơn 2.4 lần so với các chuyến bay thông thường, nếu điều đó chuyển thành giá vé cao hơn 2.4 lần, nhiều người vẫn sẽ sẵn sàng trả.
Phân tích thị trường cho thấy rằng những hành khách quan tâm đến thời gian có thể chấp nhận mức giá cao cấp để giảm đáng kể thời gian bay. Một chuyến bay từ bờ Đông sang bờ Tây nước Mỹ mất ba giờ thay vì sáu giờ, ngay cả với giá 1.000 đô la Mỹ so với 400 đô la Mỹ , có thể thu hút các nhà kinh doanh và hành khách giàu có coi trọng việc tiết kiệm thời gian.
So sánh Concorde với máy bay siêu thanh hiện đại
- Tốc độ Concorde : Mach 2.0
- Mục tiêu của Boom Supersonic : Mach 1.3 (trên đất liền), Mach 1.7 (trên đại dương)
- Trợ cấp cho Concorde (1981): 66 triệu USD hàng năm từ chính phủ Pháp
- Chi phí phát triển: Hơn 2 tỷ USD (theo đồng đô la thập niên 1980)
 |
|---|
| Một sự kiện hợp tác thể hiện niềm đam mê đổi mới trong công nghệ hàng không, phản ánh các cuộc thảo luận về tương lai của du hành siêu thanh thương mại |
Những thách thức kỹ thuật vẫn còn ghê gớm
Ngoài việc giảm tiếng ồn, máy bay siêu thanh phải đối mặt với những thách thức kỹ thuật dai dẳng. Làm mát động cơ ở tốc độ cao vẫn còn vấn đề, cũng như hiệu quả nhiên liệu. Phương pháp giảm tiếng ồn chính của X-59 bao gồm việc tạo hình máy bay để hướng sóng xung kích lên trên, nhưng triết lý thiết kế này làm giảm không gian cabin có sẵn - một yếu tố quan trọng đối với khả năng thương mại.
Vật liệu composite hiện đại và mô hình máy tính tiên tiến mang lại lợi thế so với công nghệ thời đại những năm 1950 của Concorde , có thể cho phép các thiết kế hiệu quả hơn với chi phí bảo trì thấp hơn. Tuy nhiên, vật lý cơ bản của bay siêu thanh không thay đổi, và yêu cầu năng lượng vẫn đáng kể.
Các bài kiểm tra bay sắp tới của X-59 sẽ cung cấp dữ liệu quan trọng cho các cơ quan quản lý đang xem xét các tiêu chuẩn tiếng ồn mới cho bay siêu thanh trên đất liền. Thành công có thể mở đường cho thế hệ mới của máy bay chở khách nhanh hơn âm thanh, trong khi thất bại có thể khiến du hành siêu thanh vẫn là một thị trường ngách xa xỉ chỉ dành cho các tuyến đường đại dương.
Khi X-59 chuẩn bị cho chuyến bay đầu tiên trong những tuần tới, ngành hàng không theo dõi chặt chẽ để xem liệu chiếc máy bay độc đáo này có thể cuối cùng giải quyết được câu đố đã thách thức các kỹ sư trong nhiều thập kỷ hay không: làm cho bay siêu thanh đủ êm và đủ tiết kiệm để sử dụng thương mại chính thống.
Tham khảo: NASA's X-59 Quiet Supersonic Aircraft Begins Taxi Tests