El avión a reacción silencioso de la NASA supera el túnel de viento
La NASA completó las pruebas en el túnel de viento en un modelo reducido de su jet supersónico ‘silencioso’, antes de las pruebas de tamaño completo programadas para finales de este año.
Los
ingenieros del Centro de Investigación Glenn de la NASA en Cleveland, Ohio,
llevaron a cabo pruebas del modelo a pequeña escala dentro de un «túnel de
viento supersónico» de 8 pies por 6 pies.
El
avión supersónico X-59 QueSST a gran escala, apodado el ‘hijo de Concorde’,
todavía está siendo construido por la NASA y la compañía aeroespacial Lockheed
Martin en la división Skunk Works de esta última en Palmdale, California.
Una
vez completado, viajará por el aire a velocidades supersónicas, más rápidas que
la velocidad del sonido, al igual que el Concorde antes de que fuera retirado
en 2003.
Si
se autoriza para viajes comerciales, el X-59 QueSST podría volar de Londres a
Nueva York en solo tres horas sin emitir un fuerte estampido sónico como lo
hizo Concorde durante sus 27 años de historia.
El
motor del X-59 está diseñado a propósito para sentarse en la sección superior
de la nave y, en cambio, producir un «golpe» más silencioso cuando navega a
Mach 1.4, o 1,074 millas por hora.
Su
nariz de 30 pies de largo también está diseñada específicamente para minimizar
las ondas de choque provocadas por el movimiento de las partículas de aire
cuando un avión viaja más rápido que la velocidad del sonido (767 millas por
hora).
El
modelo a pequeña escala X-59 se ve en el ‘túnel de viento supersónico’ de NASA
Glenn de 8 por 6 pies. El modelo se invirtió con el conjunto de sensores de
ondas de choque montado en el techo del túnel durante la prueba.
El
X-59, anunciado por primera vez en 2018, se fabrica en colaboración con
Lockheed Martin. Los socios tienen como objetivo acercar los «viajes
comerciales supersónicos por tierra un paso más a la realidad».
En
un avión supersónico convencional, las ondas de choque del morro, la cabina,
las entradas, las alas y otras características se unen a medida que se mueven a
través de la atmósfera en fuertes sacudidas que emanan del morro y la cola.
Estos
se conocen como choques de proa y cola, respectivamente.
A
medida que estas ondas de choque pasan por el suelo, la presión del aire
aumenta bruscamente, disminuye y luego vuelve a aumentar rápidamente. Es esto
lo que produce el clásico estampido sónico de ‘doble explosión’.
Remodelar
la aeronave para producir una forma más larga y delgada es la mejor manera de
generar ondas de choque de fuerza más baja y uniforme que no se conviertan en
choques de proa y cola tan fuertes.
La
NASA y otras organizaciones están trabajando en la creación de formas para
reducir los estampidos sónicos.
Estirar
la nariz para romper el arco de choque en una serie de ondas de choque más
débiles es particularmente efectivo.
Esto
reduce y extiende ese pico de presión inicial y suaviza el primer estallido del
estampido sónico.
La
NASA publicó una actualización en línea sobre las pruebas recientes de la
imitación reducida de la versión final, que medirá 94 pies de largo con una
envergadura de 29,5 pies cuando esté completamente construida.
«Esta
es la oportunidad del equipo para obtener datos en los bajos niveles de sonido
producidos en el túnel», dijo Clayton Meyers, subdirector del proyecto de
Tecnología Supersónica Comercial (CST) de la NASA. Todo se reduce a nuestra
capacidad para medir el golpe.
El
modelo fue sometido a semanas de pruebas en el túnel, produciendo ondas de
choque que fueron capturadas por cámaras especiales ‘schlieren’.
La
fotografía de Schlieren se utiliza para capturar el flujo de fluidos de
densidad variable. Las imágenes de las cámaras brindan a los ingenieros una
visualización de las ondas de choque y sus posiciones a medida que el aire pasa
alrededor del modelo.
Las
ondas de choque producidas por el modelo coincidían, tanto en términos de
posición como de fuerza, con las de los modelos de computadora anteriores para
un vuelo supersónico más silencioso, según la NASA.
En
última instancia, el proyecto X-59 tiene como objetivo eliminar los ruidosos
estampidos sónicos que resonaban sobre las ciudades en la era del Concorde,
mientras viajaban a velocidades de Mach 1,4.
Un
estampido sónico ocurre cuando las ondas de choque de un objeto que viaja por
el aire más rápido que la velocidad del sonido se fusionan antes de llegar al
suelo.
Los
estampidos sónicos generan enormes cantidades de energía sonora, unos 110
decibelios, como el sonido de una explosión o un trueno.
Los
estruendosos estruendos que resonaban cada vez que un Concorde rompía la
barrera del sonido a menudo eran descritos como inquietantes por parte del
público, lo que finalmente limitó la aeronave a vuelos sobre el Atlántico
cuando comenzó a transportar pasajeros en 1976.
Por
el contrario, el X-59 está diseñado para detener las ondas de choque provocadas
por el movimiento de las partículas de aire cuando un avión rompe la barrera
del sonido para que no se fusione.
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