Cómo la NASA está solucionando el gran problema del vuelo supersónico

How NASA Is Fixing Supersonic Flight’s Big Loud Problem

Cada temporada de vacaciones parece traer consigo problemas masivos de viajes aéreos: congestión, demoras y cancelaciones, y este año no fue diferente. Bueno, borra eso—fue de alguna manera incluso peor de lo normal.

la semana pasada, un tormenta de invierno mató a decenas y planes de viaje de vacaciones interrumpidos por miles más. Debido a las inclemencias del tiempo y tecnología lamentablemente obsoleta, tenía más posibilidades de obtener boletos de Taylor Swift que reservar un vuelo de Southwest Airlines que terminó despegando. Fuentes deslumbrantes que lanza agua al compás de los clásicos de Frank Sinatra el interior de las terminales renovadas no puede distraer la atención del hecho de que hoy, más que nunca, los viajes aéreos apesta.

Si sabes sobre el Concordeya sabe que descubrimos una manera más rápida de llevar a las personas a sus destinos hace décadas, pero una serie de complicaciones llevaron a la falla del avión supersónico, una vez publicitado.

Los vuelos supersónicos sobre tierra habían sido prohibidos en los EE. UU. antes del lanzamiento del Concorde, y abundaban las preocupaciones por los estampidos sónicos (ya sea justificados o no). Según un artículo en Conde Nast Traveler, la gente se quejó de que los vuelos del Concorde resultaron en vidrios rotos y mascotas asustadas. Un accidente mortal en 2000, junto con la ansiedad generalizada por volar después del 11 de septiembre, aceleró la desaparición del avión, aunque podría decirse que había estado condenado desde el principio. Los aviones Concorde se retiraron en 2003, después de solo 27 años de operaciones comerciales.

Resulta que romper la barrera del sonido es mucho más fácil que lidiar con las repercusiones sónicas del mismo. Pero en las casi dos décadas desde el canto del cisne del Concorde, una gran cantidad de empresas y agencias gubernamentales están revisando la idea de los viajes supersónicos. Al menos uno de estos proyectos, el Lockheed Martin X-59 QueSST en colaboración con la NASA, se está preparando para las pruebas en 2023. Su objetivo es reemplace el estampido sónico con un «golpe» sónico mucho más suave.

¿Podría el viaje de mañana terminar siendo mucho más como el de ayer?

Una breve historia del vuelo supersónico

Los pasajeros pudieron reservar vuelos en el Concorde por primera vez en la década de 1970, pero el primer vuelo supersónico tuvo lugar décadas antes en 1947. El Comité Asesor Nacional de Aeronáutica, las Fuerzas Aéreas del Ejército de EE. UU. y la Fuerza Aérea de EE. UU. seleccionaron a Chuck Yeager para volar el Bell X-1, apodado Glamorous Glennis en honor a la esposa de Yeager. (Yeager, un veterano de la Segunda Guerra Mundial que había volado un cazabombardero en el teatro europeo, tenía dos costillas rotas en ese momento debido a un accidente de equitación, pero aparentemente no quería dejar pasar la oportunidad de superar Mach 1, la velocidad de sonar.)

Después del vuelo de prueba de concepto del X-1, EE. UU. y países como Francia, Suecia, Alemania y Rusia desarrollaron programas militares de vuelo supersónicopero no fue hasta 1963 que el presidente John F. Kennedy Anunciado un programa de vuelo supersónico comercial.

Un año después, la Administración Federal de Aviación lanzó la Operación Bongo II, en la que la Fuerza Aérea voló aviones bombarderos ocho veces al día sobre la ciudad de Oklahoma para medir los efectos de los estampidos sónicos en el público. Como era de esperar, los residentes de la ciudad no estaban entusiasmados con las interrupciones diarias. Los habitantes de Oklahoma alegaron que los perros de servicio estaban demasiado asustados para hacer su trabajo, los adultos mayores sufrieron caídas, se rompieron las ventanas y se cayeron las luces del techo. Incluso bandadas de gallinas”había sido enloquecido en un vuelo errático.” La FAA finalmente pagó más de $ 8,000 en daños por su manejo de las pruebas del estampido sónico y el experimento terminó prematuramente debido a la avalancha de quejas.

“Hace 180 días que se interrumpió la tranquilidad normal de la ciudad de Oklahoma para que una ciudad entera, tal vez por primera vez en la historia, pudiera convertirse en un laboratorio experimental”. leer el comienzo de un artículo de noticias desde el final de la Operación Bongo II. Las consecuencias generaron tanta mala voluntad contra el programa que finalmente se cortó la financiación estadounidense para el transporte supersónico y se prohibieron los vuelos supersónicos sobre suelo estadounidense en 1973.

Los países europeos y la Unión Soviética continuaron desarrollando aviones de pasajeros supersónicos durante este tiempo. El Tupolev Tu-144 soviético y el Concorde liderado por Francia y el Reino Unido transportaron pasajeros a velocidades supersónicas en la década de 1970, pero ambos cesaron el servicio comercial por una serie de razones, incluidas preocupaciones de seguridad, interés público rezagado y quejas de ruido que limitaban dónde los aviones. podría volar.

Entonces, si bien es injusto decir que el estampido sónico mató al Concorde, ciertamente no ayudó en su longevidad. De hecho, diseñar para tener en cuenta el estampido sónico no fue una prioridad durante décadas, darren hartlun investigador de ingeniería aeroespacial de la Universidad de Texas A&M, dijo a The Daily Beast.

“Al Concorde simplemente no le importaba”, dijo Hartl. “Si vuelas a través del océano, a nadie le importa qué tan fuerte sea el boom. Pero luego estás atrapado volando a través del océano”.

Los fenómenos de los estampidos sónicos han estado en los radares de los investigadores durante siglos, aunque observarlos y comprender por qué ocurren difieren enormemente en su dificultad.

steve molinero, un investigador de ingeniería mecánica y aeroespacial de la Universidad de Florida, le dijo a The Daily Beast que un estampido sónico es un sistema de compresión y expansión de ondas de aire que ocurre cuando un objeto se mueve más rápido que la velocidad del sonido. El aire se comprime rápida y violentamente antes de expandirse, y estas ondas viajan hasta el suelo donde pueden percibirse como dos palmadas.

“Cuando mis alumnos preguntan cómo suena un estampido sónico, agarro mi puño y golpeo el escritorio tan fuerte como puedo dos veces”, dijo Miller, aunque la culpa es de múltiples ondas de aire.

Cualquier cosa que se mueva a una velocidad supersónica (más rápida que la velocidad del sonido) puede crear un estampido sónico, incluidas las naves espaciales, los aviones e incluso las balas disparadas con un arma. Pero hay una gran diferencia en términos del estampido sónico de un disparo, que es creado por una pequeña bala que vuela por el aire al nivel del suelo, y el de un avión, que crea un estampido sónico continuo a gran altura durante la duración de su vuelo supersónico. La atmósfera y el clima también pueden refractar las ondas de sonido, lo que afecta significativamente la forma en que se percibe un estampido sónico a nivel del suelo, dijo Miller.

“Cuando mis alumnos preguntan cómo suena un estampido sónico, agarro mi puño y golpeo el escritorio tan fuerte como puedo dos veces”.

—Steve Miller, Universidad de Florida

El estudio de la percepción del sonido, conocido como psicoacústica, está al frente y al centro con el X-59 de la NASA. La misión nos dirá cuál es el umbral humano para los estampidos sónicos, allanando el camino para la resurrección de los vuelos supersónicos comerciales. Pero incluso antes de que el avión esté listo para los vuelos de prueba, la NASA ya está realizando investigaciones psicoacústicas en entornos simulados. Uno de estos es el Sala de efectos interiores, un simulador de ruido equipado con muebles y obras de arte en las paredes. (“Literalmente, tiene como helechos”, dijo Hartl).

Los participantes en estos experimentos con explosiones sónicas completan encuestas para medir su molestia, una métrica que puede depender tanto de la intensidad de la explosión como de cómo reacciona su entorno. Una casa donde la porcelana fina vibra debido a un fuerte ruido podría hacer que una persona se moleste más con un estampido sónico que una planta de fabricación donde los niveles de ruido ambiental ya son altos, dijo Miller. Estas pruebas, así como aquellas en las que un El X-59 volará sobre varias ciudades de EE. UU. en 2024se utilizará para desarrollar una mejor escala para medir el volumen y la intensidad de los estampidos sónicos y, en última instancia, para establecer límites en estos niveles.

El diseño del X-59 también está destinado a reducir el volumen de un estampido sónico, convirtiéndolo en «más un latido sónico», según Sitio web de Lockheed Martin. El avión tiene una nariz delgada para reducir la resistencia y limitar el volumen de aire comprimido a medida que el avión vuela; las tomas de los motores están por encima del avión, ya que pueden producir sus propios estampidos sónicos que llegarían al suelo si se montaran debajo del avión; y el X-59 vuela más lento que el Concorde para disminuir el estampido sónico que produce.

Para ser claros, incluso si la misión sale a la perfección, los pasajeros no podrán reservar un viaje en el X-59. Más bien, es un avión experimental que algún día puede influir en el diseño de aviones comerciales, particularmente si las pruebas de molestia conducen a límites en el volumen de los estampidos sónicos. Las aerolíneas tendrán que tener en cuenta la economía de los viajes supersónicos, no solo el sonido. Ahí es donde podría entrar en juego otra cualidad subjetiva.

“La próxima vez que vuele, mire por la ventana la belleza del vuelo y luego pregúntese: ‘¿Cómo sería volar supersónico?’”, dijo Miller. “Definitivamente hay algo de magia en todo el asunto”.

El cargo Cómo la NASA está solucionando el gran problema del vuelo supersónico apareció por primera vez en La bestia diaria.

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