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.
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