NASA / Lockheed Martin X-59 QueSST 프로젝트의 잠재력과 전망

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NASA / Lockheed Martin X-59 QueSST 프로젝트의 잠재력과 전망
항공기 X-59의 프로젝트 모습


NASA는 초음속 승객을 되살리고 싶어 항공. 이를 위해 최근 몇 년 동안 QueSST 연구 프로그램이 개발되었으며, 그 목적은 이전 제품의 단점이 없는 초음속 라이너의 외관을 개선하는 것이었습니다. 이 프로그램의 일환으로 Lockheed Martin은 최근 X-59 실험용 항공기를 제작했습니다. 앞으로 몇 달 안에 비행 테스트에 들어가 새로운 솔루션과 기술의 진정한 잠재력을 보여줄 것입니다.



연구 프로젝트


QueSST(Quiet SuperSonic Technology - "Quiet Supersonic Technology")라는 NASA 기관 프로그램은 지난 XNUMX년 초에 시작되었습니다. 이름에서 알 수 있듯이 목표는 최소한의 소음 수준으로 최적의 초음속 항공기 외관을 만드는 것입니다. 우선, 그들은 초음속 비행 중에 소닉 붐을 약화시키고 제거할 계획이었습니다.

2016년 중반까지 NASA는 필요한 연구를 수행하고 다양한 공기역학 체계와 레이아웃을 연구했습니다. XNUMX년에 기관은 록히드 마틴을 QueSST 프로그램에 초대했습니다. 그녀는 수집된 과학적 데이터를 사용하고 먼저 예비를 개발한 다음 후속 테스트를 위해 실험용 항공기의 본격적인 프로젝트를 개발해야 했습니다.


풍동의 모델 X-59

나중에 X-59 인덱스를 받은 프로젝트 개발은 2018-19년에 완료되었습니다. 동시에 Palmdale (캘리포니아)에있는 Lockheed Martin 공장에서 실험 기계 건설이 시작되었습니다. 제조 회사는 특정 이벤트의 구현에 대해 정기적으로보고했습니다. 점차 항공기가 최종 모양을 얻었고 장치와 메커니즘으로 채워졌습니다.

2023년 59월 초 X-XNUMX 제품의 조립이 완료되었습니다. 항공기는 재고에서 자체 섀시로 내려져 공장의 비행 테스트 스테이션으로 보내졌습니다. 가까운 장래에 모든 온보드 시스템이 점검 및 조정된 후 본격적인 지상 테스트가 시작됩니다. 올해가 가기 전에 NASA와 록히드 마틴은 첫 비행을 할 계획입니다. 그런 다음 항공기가 설계 특성을 확인해야 하는 비행 테스트에 몇 년이 소요됩니다.

특징적인 외관


실험용 X-59 QueSST는 특수 설계된 단일 좌석 단일 엔진 항공기입니다. 특징적인 외형의 글라이더는 수집된 과학적 데이터를 바탕으로 처음부터 개발되었습니다. 동시에 건설을 단순화하기 위해 일부 장치는 기존 장비에서 빌렸습니다. 따라서 조종석 요소는 T-38 훈련기에서, 섀시는 F-16 전투기에서 가져왔습니다.


항공기는 총길이 29m, 날개폭 9m, 주차높이 4,25m, 최대 이륙중량 14,7t, 최대 4,4t의 연료와 300kg의 과학장비를 실을 수 있다.

X-59는 가변 단면을 가진 큰 신장 동체를 받았습니다. 주요 특징은 수평 전면 가장자리가 있는 긴 노즈 콘입니다. 페어링은 항공기 전체 길이의 거의 XNUMX/XNUMX을 차지합니다. 엔진 나셀은 동체 위의 꼬리 부분에 위치합니다.

평면은 세로 삼중 평면의 구성에 따라 배열됩니다. 세로 방향의 균형을 제공하는 작은 스팬의 전면 수평 깃털이 있습니다. 그 뒤에는 앞쪽 가장자리가 부러진 삼각형 날개가 있습니다. 꼬리에는 모든 움직이는 안정 장치 형태의 깃털과 끝 부분에 작은 평면이있는 휩쓸린 용골이 있습니다.

프로토타입 항공기에는 제어 시스템, 파이프라인 등이 다른 직렬 F414의 수정된 버전인 General Electric F100-GE-414 터보제트 엔진 10개가 장착됩니다. 이러한 엔진의 애프터 버너 추력은 16kgf에 도달하여 고도 1,5km의 항공기가 순항 속도 1,42M에서 최대 속도 XNUMXM을 개발할 수 있습니다.


실험용 항공기의 건설

X-59의 조종석에는 필요한 모든 비행 장비가 장착되어 있습니다. 공기 역학을 최적화하기 위해 항공기에는 돌출 캐노피가 없습니다. 전방 및 하향 가시성을 제공하는 바이저의 부재는 페어링 위와 아래에 XVS(eXternal Vision System) 및 Collins EVS3600 비디오 시스템을 설치하여 보완했습니다. 여러 카메라의 비디오 신호는 공통 사진으로 결합되어 조종사 앞의 모니터에 표시됩니다.

작업 및 솔루션


X-59 QueSST 프로젝트는 새로운 기술 솔루션 테스트 및 테스트와 관련된 몇 가지 주요 작업에 직면해 있습니다. 우선, 특징적인 외관의 항공기가 모든 설계 모드에서 비행할 수 있고 지정된 속도에 도달할 수 있는지 확인해야 합니다. 또한 그들은 공기 역학을 연구하고 충격파의 실제 매개 변수를 결정할 것입니다. 테스트의 모든 단계에서 원래의 미래 지향적인 비디오 시스템이 테스트됩니다.

QueSST 프로그램의 이전 단계에서 NASA와 Lockheed Martin은 많은 양의 연구를 수행하여 새 항공기의 최적의 공기역학적 외관을 형성했습니다. 이와 관련하여 경험이 풍부한 X-59의 비행 능력과 디자인 특성에 대해서는 의심의 여지가 없습니다. 랜턴의 전통적인 디자인을 대체하는 비디오 시청 시스템도 비관을 조장하지 않습니다. 테스트 결과를 기반으로 한 개선이 배제되어서는 안 되지만 이러한 구성 요소가 기대에 부응할 가능성이 높습니다.


이 모든 것과 함께 X-59의 주요 임무는 "조용한"초음속 비행을 시연하는 것입니다. 그들은 기체의 특수 설계로 인해 소닉붐의 감쇠를 원합니다. 따라서 노즈콘의 평평한 앞부분은 그로 인한 충격파의 모양을 바꿔서 발생하는 소음의 양을 줄여야 합니다. 꼬리와 미부의 특정 모양은 항공기 뒤의 바운스에 유사한 영향을 미칩니다.

확장된 페어링으로 인해 항공기의 전체 길이가 증가하고 그에 따라 기수 앞과 꼬리 뒤의 충격파 사이의 거리가 늘어납니다. 거리가 충분하면 두 홉의 음파가 서로 겹치거나 증폭되지 않습니다. 마지막으로 동체의 주요 부분과 비행기의 윤곽은 공기 역학을 악화시키는 추가 섭동을 제거할 것을 기대하여 만들어집니다.

계산에 따르면 최적화된 공기역학은 비행 중 소음을 줄입니다. 초음속 비행 중 일반적인 전투기는 100-110dB의 음량(지상 관찰자용)의 충격파를 생성합니다. 고고도 비행 중 X-59의 경우 이 매개변수는 70-75dB로 감소합니다. 사운드 강도는 세 배 정도 떨어집니다.


Ready X-59는 작업장에서 테스트 스테이션으로 전송됩니다.

일반적으로 제안된 솔루션은 합리적으로 보이며 원하는 결과를 얻을 수 있습니다. 또한 항공기의 특이한 외관은 풍동에서 테스트를 거쳐 그 가능성을 확인했습니다. 사실, 이제 우리는 과학적 결과를 통합하고 기술 문제 개발의 시작에 대해서만 이야기하고 있습니다.

실용적인 관점


X-59는 테스트 및 실험용으로만 사용됩니다. 그러나 앞으로 NASA는 유망한 항공 기술 프로젝트에서 현재 QueSST 프로그램의 경험을 구현할 계획입니다. 그 결과 민간 항공을 위한 본격적인 초음속 라이너가 등장해야 합니다. 그러나 대략적인 개발시기와 계통에 대한 가상 진입조차도 아직 이름을 지정할 수 없습니다.

QueSST의 개발은 실제로 항공 산업에 관심이 있을 수 있지만 사용에는 특정 어려움이 있습니다. 기성 솔루션을 유망한 프로젝트에 적용하려면 약간의 노력과 추가 연구가 필요합니다.


따라서 어려움의 주요 원인은 특징적인 디자인의 동체 여야합니다. 실험용 항공기는 얇은 유선형 동체로 지나갈 수 있지만 본격적인 여객기는 상당한 내부 구획이 필요합니다. 아마도 원하는 특성을 유지하려면 이러한 동체의 길이와 단면의 비율이 특정 범위에 있어야 하며 직경을 늘리려면 이해할 수 있는 기술적 결과와 함께 항공기 길이를 늘려야 합니다.

추진 시스템을 확장할 때도 비슷한 문제가 발생할 수 있습니다. X-59의 한 엔진은 유선형 나셀에 들어 있습니다. 더 많은 엔진은 공기 역학의 원래 개념을 깨고 성능을 망칠 수 있습니다.

이와는 별도로 새로운 공기역학적 디자인의 기본 구성 요소인 특징적인 노즈 콘에 대해 살펴보겠습니다. 비행 성능을 향상시키는 이 장치는 항공기의 전체 길이를 늘리고 비행장에서의 작업을 복잡하게 만듭니다. 또한 불균형을 피하기 위해 페어링을 사용하여 많은 수의 장치와 블록을 수용할 수 없습니다.

지금까지 QueSST의 개발 범위에 대한 질문이 있습니다. 이 계획에 따라 어떤 등급의 항공기를 만들 수 있는지는 명확하지 않습니다. 아마도 축적 된 경험은 "비즈니스 제트기"등 제한된 크기의 항공기를 만드는 데만 사용될 수 있습니다. 그러나 기술의 확장과 많은 승객을 위한 캐빈이 있는 더 큰 모델의 출현을 배제할 수 없습니다. 분명히 QueSST에 대한 이러한 전망은 계획된 테스트가 수행된 후에야 명확해질 것입니다.


캐빈 인테리어. 상단 모니터가 캐노피를 대체합니다.

전체적으로 QueSST의 개발이 군용 항공기에 적용되지 않을 것이라고 가정할 수 있습니다. 전투기의 경우 충격파는 눈에 띄는 문제가 아닙니다. 그녀는 차의 가면을 벗기지 않으며 다른 위험을 부담하지 않습니다. 그러나 공기 역학 및 독창적인 광전자 시스템을 최적화하는 아이디어는 유용할 것입니다.

새로운 시도


일반 노선의 민간 초음속 정기선 운영은 144년 전에 중단되었습니다. 모든 장점으로 소련 Tu-XNUMX와 Anglo-French Concorde는 아음속 라이너와 경쟁 할 수 없었습니다. 더 경제적이고 조용하며 편안한 것으로 판명되었습니다. 그럼에도 불구하고 과학 및 항공기 제작 조직은 민간 초음속 주제를 계속 다루고 연구 프로그램을 구현하고 다양한 프로젝트를 제공합니다.

NASA와 Lockheed Martin의 현재 QueSST 프로그램의 핵심은 민간 초음속 항공을 부활시키려는 또 다른 시도입니다. 그러나 다른 유사한 프로젝트와는 다릅니다. 미국 전문가들은 충격파의 형태로 초음속 항공기의 주요 단점 중 하나를 제거하는 주요 목표를 설정했습니다.

NASA는 이 문제를 해결하기 위한 독창적인 방법을 개발한 다음 Lockheed Martin의 도움을 받아 실제 프로젝트에 적용했습니다. 새로운 아이디어는 이미 실험실에서 테스트되었으며 실험용 항공기의 비행 테스트가 곧 시작될 것입니다. X-59가 희망을 정당화하고 민간 항공 발전에 영향을 미칠 수 있는지 여부는 먼 미래에 분명해질 것입니다.
12 댓글
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  1. +11
    22 7 월 2023 05 : 08
    가장 부유한 국가는 실제 샘플에서 기술을 테스트하는 것보다 더 나은 이국적인 항공기로 그러한 실험을 할 수 있습니다! 잘했어, 무슨 말을 해도.
  2. +1
    22 7 월 2023 06 : 39
    Kirill, 당신은 이미 "공기역학 최적화"로 노벨상의 XNUMX분의 XNUMX을 받을 자격이 있습니다. wassat .일반적으로 항공기의 모양 외에도 엔진 시동 모드도 중요한 역할을 합니다.
    1. +1
      22 7 월 2023 13 : 51
      적어도 여기에서 Kiril Ryabov가 그의 사랑하는 "비효율적이고 구식이며 충분하지 않음"을 시작하지 않았다는 사실 때문에 노벨은 아니지만 이미 상을 줄 수 있습니다. 음료수 . 나는 그 기사에서 그것이 이전되는 무기에 관한 것이었고, 당신은 어디에 있는지 알고 있으며 대중을 속이고 안심시키려는 목표가 있음을 이해합니다. 그러나 사람들은 1.5년 동안 진짜로 죽어가고 있다.
      이 기사에 감사드립니다. 나는 오랫동안 QueSST에 대해 들었지만 이제서야 더 많은 것을 알게 되었습니다. 조종사를 위한 보상형 비디오 감시가 민수용 차량에 대해서도 가장 신뢰할 수 있는 솔루션처럼 보이지 않는다는 점에서 당혹스럽습니다.
      제품 견적 : 구두쇠
      일반적으로 항공기 모양 외에도 엔진 시동 모드도 중요한 역할을합니다.
      동의하지만 그러한 프로젝트의 공기 역학은 여전히 ​​1 위입니다.
  3. +2
    22 7 월 2023 08 : 15
    QueSST라는 NASA 기관 프로그램

    NASA 프로그램은 LBFD(Low Boom Flight Demonstrator)라고 합니다. 그리고 이 프로그램으로 개발된 디자인을 Quiet SuperSonic Technology라고 합니다. X-59 QuessT 항공기 형태의 "In metal" 디자인은 Lockheed Martin의 잘 알려진 사업부인 Skunk Works에서 구현했습니다.



    항공기 제작에 따른 공기역학적 설계를 XNUMX면 항공기 또는 탠덤 트리플이라고 합니다.
  4. -9
    22 7 월 2023 17 : 00
    Lockheed 주주는 행복합니다))) 다시 예산에서 많은 돈을 벌었고 출력은 F-35와 동일합니다.)))
    1. +3
      23 7 월 2023 11 : 52
      프로젝트가 종료되더라도 여전히 이점이 있습니다. 기술 시연자는 초음속 비행의 공기 역학에 대한 기존의 수학적 모델을 확인하거나 반증해야 하는 많은 과학적 데이터를 제공할 것입니다. 이를 통해 향후 초음속 라이너의 프로토타입 제작을 즉시 시작할 수 있습니다.
      1. 0
        23 7 월 2023 16 : 33
        실제로 그는 무엇을 "받도록 허용"합니까? 하지도 않고 하지도 않는 초음속 항공기? 하다. "박수"의 자연적 지표는 음파 주위를 흐릅니다. 드문 환경에서? 이를 위해 결과에 대한 훨씬 더 큰 "가시성"을 가진 풍동이 오래 전에 발명되었습니다. 페이로드가 300kg인 항공편의 상업적 회수만 있는 경우. 비행 당 "생체중".
        "그러나 기술의 확장성을 배제할 수는 없습니다...". 음, 논란의 여지가 있는 논문인 스케일링은 다른 재료와 다른 설계 접근 방식을 사용해야 합니다.
        1. 0
          23 7 월 2023 22 : 03
          항공기 제어 시스템의 작동성과 엔진 작동을 테스트하려면 풍동에서 개념 모델을 제거하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 또한 기술 시연장에서 차세대 항공 전자 공학을 테스트할 예정입니다. 건설에 관해서는 모든 지상 테스트가 고무적이었습니다.
          1. 0
            26 11 월 2023 11 : 57
            레드 헌터의 인용문
            건설에 관한 한 모든 지상 테스트는 고무적인 것으로 나타났습니다.

            다른 세계에서 댓글을 다는 건가요? 이 세상에서는 테스트가 아닌 최대한 많은 돈을 벌 수 있는 기회에 초점을 맞추기 때문입니다)
      2. 0
        26 11 월 2023 12 : 04
        레드 헌터의 인용문
        기술 시연자는 초음속 비행의 공기 역학에 대한 기존 수학적 모델을 확인하거나 반박해야 하는 풍부한 과학적 데이터를 제공할 것입니다.

        아니요. 허용되지 않습니다) 시연자로부터 표면의 일부 영역에서만 가져올 수 있는 데이터를 기반으로 합니다. (드릴 수 없습니다. 부서집니다. 작은 것에도 모양이 깨지지 않습니다.) 모델이 나오지 않고 모양이 사라집니다.) 새 모델도 오래된 모델도 만들 수 없습니다.
        과학 데이터의 경우 풍동에서만 수집할 수 있습니다. 원하는 만큼 많은 센서를 배치할 수 있으며 스트림 본문에 마커를 붙일 수 있습니다. 하지만 그들은 이미 그것을 했습니다. 70년대 소련 과학자들, 동시에 미국 과학자들... 심지어 프랑스 과학자들도 그렇죠?) 그리고 그곳에서는 누구도 새로운 것을 발견하지 못할 것입니다. 모든 것은 오래 전에 발명되었습니다)
  5. +1
    23 7 월 2023 12 : 19
    방음벽의 통과가 높은 고도에서 발생하면 사람에 대한 영향이 거의 느껴지지 않습니다. 훨씬 더 시급한 문제는 초음속 여객기의 거친 연료 소비로 인해 아음속 항공기와 성공적으로 경쟁할 수 없습니다. 공기 역학 개선은 효율성을 약간만 높일 수 있으므로 주요 작업은 30+ km의 고도에서 작동할 수 있는 새로운 항공기 엔진을 개발하는 것입니다. 항공기가 더 높이 올라갈수록 비행에 미치는 영향은 공기역학적 항력과 발열이 줄어듭니다.
  6. 0
    26 11 월 2023 11 : 54
    수집된 과학적 데이터를 바탕으로 독특한 외관을 갖춘 글라이더를 처음부터 개발했습니다.
    그리고 이전의 초음속 글라이더는 미국에서 길거리에서 잡힌 노숙자의 술 취한 소리를 바탕으로 설계되었습니다. 물론 소련에서는 항공기 설계자들이 녹색 코끼리를 볼 때까지 보드카를 마신 다음 영감을 받아 결함을 기반으로 글라이더를 그렸습니다. 으, 젠장!
    초음속 항공은 여객기 역할에 대한 전망이 없으며 가질 수도 없습니다. 이 비행 방법은 위험하고 비용이 많이 듭니다. 아무리 많은 "과학적 데이터"도 명백한 사실을 바꿀 수 없습니다. 그렇다면 NASA는 실제로 무엇을 하고 있을까요?
    분명히 그들은 미국이 달성할 수 없는 극초음속 미사일에 대한 일종의 대안을 필사적으로 찾고 있는 것 같습니다. 비록 초음속 글라이더일지라도 여전히 상당히 빠르고 다양한 동작을 할 수 있습니다. 글쎄요, 당신이 그다지 똑똑하지는 않지만 부자라면 똑똑해서가 아니라 부자가 됨으로써 승리할 수 있습니다. 미국에선 흔한데...