Immagine principale: il concept di un artista di X-59 QueSST. Credito: Lockheed Martin

Può ridurre drasticamente il tempo di viaggio, ma il trasporto aereo supersonico esiste a malapena. Tuttavia, ora c'è una nuova gara per produrre il primo "Concorde" per il 21 ° secolo, grazie alla nuova tecnologia che consente agli ingegneri aeronautici di superare l'unica cosa che ha reso irrealizzabile il viaggio aereo supersonico: il boom sonico.

Cue NASA e i suoi tentativi di rianimare la serie rivoluzionaria di X-plane sperimentali che si estendono fino alla Bell X-1 in cui Chuck Yeager divenne il primo uomo a rompere la barriera del suono nel 1947.

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Cos'è un boom sonico?

Stiamo ancora volando alla stessa velocità raggiunta per la prima volta negli anni '60, perché i viaggi aerei supersonici non sono mai stati accessibili, giusto? Questo è in parte vero, ma un altro enorme problema con l'aereo di linea di lusso Concorde è stato il suo boom sonico molto rumoroso - circa 130 decibel - che poteva essere sentito da chiunque sotto di esso mentre viaggiava a velocità supersoniche.

Le onde d'urto si formano attorno agli aerei che viaggiano alla velocità del suono. Credito: NASA

(Immagine: © NASA)

Un boom sonico è un'onda d'urto. Quando qualcosa viaggia più veloce della velocità del suono - 717 mph - le onde d'urto si formano intorno al naso, si propagano lontano dall'aereo e si sentono sul terreno come un boom sonico. Nel caso di Concorde si trattava in realtà di un doppio boom sonico, ed è per questo che al Concorde non era consentito, per legge, di volare a velocità supersoniche sulla terra; attraversava soprattutto l'Oceano Atlantico tra Londra / Parigi e New York, e mai attraverso l'Europa, l'Asia, il Nord America o qualsiasi altra massa continentale.

Cosa sta facendo la NASA?

“Il ritorno del volo passeggeri supersonico è stato un'operazione di fondo fin dalla fondazione del Concorde,“ dice l'esperto aerospaziale Paul Kostek, ingegnere di sistemi senior presso Base2 Solutions e un membro anziano dell'Istituto di ingegneri elettrici ed elettronici (IEEE). Di fatto, la NASA ha recentemente siglato un accordo con il centro di ricerca aerospaziale nazionale francese ONERA per collaborare alla ricerca che prevede dove si sentiranno i boom sonici mentre gli aerei supersonici volano sopra la testa.

L'X-59 QueSST viaggerà a 940 miglia all'ora. Credito: NASA

(Immagine: © NASA)

“Questa partnership mostra l'interesse per i viaggi supersonici in tutto il mondo,” dice Jaiwon Shin, amministratore associato della NASA per l'aeronautica. “Risolvere il problema dei fastidiosi boom sonici potrebbe in definitiva ridurre la durata del viaggio verso destinazioni mondiali a metà.” Lo scopo della ricerca è di prevedere esattamente dove i boom sonici raggiungeranno il suolo.

Il nuovo piano X della NASA

Il velivolo sperimentale X-59 Quiet Supersonic Technology (QueSST) sviluppato per la NASA dalla Lockeed Martin Skunk Works - i creatori del leggendario velivolo da ricognizione SR-71 Blackbird che ha volato a Mach 3 per l'Air Force statunitense - farà una crociera di 55.000 $ piedi a una velocità di circa 940 mph e creare “un suono forte come la chiusura di una portiera“ al posto di un regolare boom sonico, secondo la NASA.

“La NASA e Lockheed Martin stanno iniziando i test in galleria del vento del progetto QueSST,“ dice Kostek. Previsto per volare nel 2021, il progetto QueSST volerà come Low Boom Flight Demonstration (LBFD), con l'obiettivo di eliminare il boom sonico. “Ciò avverrà aumentando gradualmente la pressione intorno alla cellula e diminuendo le onde d'urto mentre l'aereo passa attraverso la velocità supersonica,” dice Kostek.

X-59 QueSST sorvolerà le comunità negli Stati Uniti. Credito: NASA


(Immagine: © NASA)

Quindi come e perché sta succedendo adesso? Questo dipende dalle nuove tecnologie dei materiali. “L'avvento dei materiali compositi ha migliorato la capacità di costruire questa nuova generazione di velivoli supersonici,“ dice Kostek. “Le forme - corpo, naso, ali - che non erano possibili con il titanio ora possono essere fatte usando tecnologie composite.“ La NASA afferma che la forma distintiva dell'aereo, in particolare il suo lungo naso e le sue ali altamente spazzate, trasformerà i boom sonici in "tonfi sonici".

I test di QueSST

Dal 2022, la NASA eseguirà test di volo nel tentativo di dimostrare che la silenziosa tecnologia supersonica funziona come progettata, e dal 2023 al 2025 volerà con l'X-59 QueSST su diverse città degli Stati Uniti a velocità supersoniche. Quindi esaminerà la gente che vive sotto le traiettorie e vedrà se / quanto i voli li ha infastiditi. I dati che raccoglieranno saranno passati agli Stati Uniti e ai regolatori internazionali, considerando nuove regole basate sul suono attorno al volo supersonico sulla terra.

Questo è fondamentale, perché attualmente tutti i viaggi supersonici sulla terra sono vietati. Oltre a cercare di risolvere i problemi tecnici, la NASA deve fare il punto per aggiornare la legge internazionale.

L'X-59 QueSST può battere il boom? Credito: NASA

(Immagine: © NASA)

Baby boomer

Non è solo la NASA che sta lavorando su velivoli supersonici senza braccio. Un altro di tali piani è Baby Boom, XB-1 Supersonic Demonstrator di Boom Technology, che è ora in costruzione in Colorado. Un velivolo supersonico commerciale da 55 posti, potrebbe fare il viaggio da Londra a New York in sole tre ore a velocità di Mach 2.2, o 1.451 miglia / ora - che è più veloce di Concorde.

“Boom sta lavorando su un velivolo sperimentale per testbed, che verrà utilizzato per la dimostrazione del concetto, e l'eliminazione e la limitazione del boom sonico,“ dice Kostek. Japan Airlines e il Gruppo Virgin sono i primi investitori, il primo avendo preordinato 20 aeromobili Baby Boom.

Baby Boom è supportato da Virgin e Japan Airlines. Credit: Boom Technology

(Immagine: © Boom Technology)

Cosa sta facendo Boeing?

Boeing è un altro costruttore di aerei con disegni per rompere la velocità del suono. “Boeing ha anche annunciato che un progetto è in opera per un velivolo Hypersonic (Mach 5),“ dice Kostek. Mach 5 è un enorme 3.836 mph, e Boeing sostiene che un veicolo passeggeri ipersonico come questo potrebbe raggiungere quasi ogni parte del mondo entro una o tre ore.
Come batte il boom è un po 'un cheat. “Il piano prevede che l'aereo voli più in alto, a 95.000 piedi rispetto alle operazioni correnti a 45.000 piedi,“ dice Kostek. Se mai dovesse essere in volo, non lo sarà per almeno altri 20 anni.

Il concetto di design di Boeing per un aereo ipersonico che trasporta passeggeri. Credito: Boeing

(Immagine: © Boeing)

Boeing in precedenza ha sviluppato l'X-51 Waverider, un velivolo sperimentale di ricerca scramjet senza equipaggio per il volo ipersonico su Mach 5.

“Siamo entusiasti del potenziale della tecnologia ipersonica di connettere il mondo più velocemente che mai,“ ha dichiarato Kevin Bowcutt, senior technical fellow e chief scientist of hypersonics presso Boeing. “Boeing sta costruendo su una base di sei decenni di progettazione, sviluppo e realizzazione di veicoli sperimentali ipersonici, che ci rende la compagnia giusta per guidare lo sforzo di portare questa tecnologia sul mercato in futuro.“

L'aviazione supersonica è economicamente valida?

Anche se sicuramente sta arrivando in qualche modo - l'aereo del turismo spaziale di Virgin Galactic ha recentemente raggiunto Mach 1.9, dopotutto - per il prossimo futuro il viaggio supersonico sarà probabilmente limitato ai voli specialistici, ai viaggi di lavoro di lusso e alla sicurezza nazionale, e non ai servizi commerciali di massa. Il divario tecnologico può essere colmato dalla NASA e il boom sonico è sradicato, ma c'è ancora una piccola questione di tariffe aeree - dopo tutto, il vasto business dell'aviazione si basa su tariffe basse.

“Le questioni finanziarie guideranno se questi velivoli avranno mai successo sul mercato,“ dice Kostek. “Quanto saranno disposti a pagare i passeggeri per viaggiare più velocemente?”

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