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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