2023 Autor: Bryan Walter | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-05-24 23:09
Blastest Modell X-59A mit Rauchvisualisierung und Laserbeleuchtung
Das amerikanische Unternehmen Lockheed Martin führte zusammen mit der NASA Säuberungstests eines Modells eines vielversprechenden "leise" Überschall-Passagierflugzeugs X-59A durch. Laut Aviation Week kamen die Entwickler nach den Ergebnissen der Recherche zu dem Schluss, dass sie mit Hilfe der neuen Form der Flugzeugzelle den Lärm der neuen Flugzeuge um etwas mehr als 31 Prozent reduzieren können im Vergleich zur französischen Concorde. In diesem Fall wird der Lärm eines über die Beobachter fliegenden Flugzeugs als dumpfer Schlag und nicht als Explosion wahrgenommen.
Zivile Überschallflugzeuge gibt es heute nicht mehr. In den 1970er Jahren wurden die sowjetische Tu-144 und die französische Concorde in Dienst gestellt. Der erste wurde etwas weniger als ein Jahr im Personenverkehr eingesetzt. Der letzte Concorde-Flug fand im Oktober 2003 auf der Strecke New York - London statt. Beide Flugzeuge wurden unter anderem wegen der hohen Ticketkosten für den Flug abgeschrieben. Heute entwickeln jedoch mehrere Unternehmen aus der ganzen Welt neue Überschallflugzeuge. Lesen Sie mehr über diese Projekte in unserem Material "Überschall einschalten".
Derzeit verbieten globale Luftfahrtvorschriften Überschallflüge über besiedeltem Land. Sie können jedoch behoben werden, wenn der wahrgenommene Geräuschpegel von Überschallflugzeugen 75 Dezibel für das menschliche Gehör nicht überschreitet. Von der Lautstärke her entspricht dies in etwa einer zuschlagenden Autotür. Basierend auf den Ergebnissen von Purging-Tests des Modells X-59A kamen die Entwickler zu dem Schluss, dass es dank seines Designs möglich wäre, den wahrgenommenen Geräuschpegel eines Überschallflugzeugs auf 75 Dezibel zu reduzieren.
N-förmiges Stoßwellendiagramm von Concorde
Der wahrgenommene Lärmpegel ist ein bedingter Zahlenwert, der es ermöglicht, die subjektive Wahrnehmung der Wirkung von Fluglärm auf eine Person zu beurteilen. Zur Berechnung werden mehrere Indikatoren verwendet, vor allem die Frequenzzusammensetzung des Rauschens, das Vorhandensein diskreter Komponenten im Spektrum und die Dauer. Bei einem mit Überschallgeschwindigkeit fliegenden Concorde-Passagierflugzeug waren es 109 Dezibel.
Um den wahrgenommenen Geräuschpegel zu reduzieren, erhält der X-59A eine deutlich längere und schärfere Nase. Dies geschieht, um den Widerstand zu reduzieren und die Anzahl der scharfen Tropfen auf dem Segelflugzeug zu reduzieren, bei denen der Übergang von Druckwellen in Stoßwellen erfolgen kann, die von Beobachtern als Explosion wahrgenommen werden. Das Segelflugzeug X-59A erhält einen Rumpf und eine Tragfläche, die wie ein umgekehrtes Flugzeug aussehen.
Darüber hinaus wird der Demonstrator des „leisen“Überschallflugzeugs X-59A mit einem konventionellen Vertikalkiel und Horizontalrudern zum Manövrieren bei niedrigen Fluggeschwindigkeiten ausgestattet. Oben am Kiel wird jedoch ein kleines T-förmiges Heck angebracht. Im Flug muss es Stoßwellen von Bug und Haube „aufbrechen“. Im Allgemeinen werden solche Lösungen, die in der Zelle eines vielversprechenden Flugzeugs verwendet werden, es ermöglichen, die darauf erzeugten N-förmigen Stoßwellen in S-förmige umzuwandeln.
S-förmige Stoßwelle aus einem "ruhigen" Überschallflugzeug
Eine N-förmige Stoßwelle ist ein starker Drucksprung vorne und ein starker Abfall hinten der Welle mit anschließender Normalisierung. Die S-förmige Stoßwelle hat eine geringere Intensität und einen sanften Druckabfall. Experimente mit N- und S-Wellen und deren Einfluss auf die Form der Flugzeugzelle eines Überschallflugzeugs im Jahr 2015 wurden von der japanischen Agentur JAXA durchgeführt. Japanische Forscher bestätigten auch, dass es möglich ist, durch Änderung der Form der Flugzeugzelle deren Lärm bei Überschallfluggeschwindigkeit zu reduzieren.
Der Demonstrator des "leise" Überschallflugzeugs X-59A wird eine Länge von 28,6 Metern und eine Spannweite von 8,9 Metern haben. Ein vielversprechendes Passagierflugzeug auf Basis der X-59A muss in einer Höhe von 16,8 Tausend Metern mit einer Geschwindigkeit von 1,5 Tausend Stundenkilometern fliegen. Laut Vereinbarung der NASA mit Lockheed Martin ist 2021 als frühes Datum für den Beginn der Flugtests definiert, das verschoben werden kann, jedoch spätestens Mitte 2022.
Im Jahr 2023 wird das neue Überschallflugzeug X-59 mit der Durchführung von Überschall-Testflügen über besiedelten Gebieten beginnen – von Freiwilligen. Aufgabe der Bewohner dieser Siedlungen wird eine subjektive Einschätzung des Fluglärms des Demonstrators sein. Die Ergebnisse der Studien und Auswertungen der Beobachter sollen der US-Luftfahrtbehörde Federal Aviation Administration vorgelegt werden. Auf ihrer Grundlage kann das Ministerium das Verbot von Überschallflügen über den besiedelten Teil des Landes überarbeiten, dies wird jedoch erst 2025 geschehen.
