NASA tăng tốc dự án có thể thay đổi ngành hàng không

Bay ở độ cao 16,8km, máy bay thử nghiệm X-59 của NASA đã đạt một cột mốc quan trọng mới đây khi chạm tốc độ Mach 1,4 - tương đương khoảng 1.487km/h.

Việc đạt chính xác các thông số này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng. Tốc độ Mach 1,4 ở độ cao 16,8km chính là tốc độ và độ cao hành trình mà máy bay sẽ sử dụng khi thực hiện các chuyến bay phía trên các khu dân cư tại Mỹ trong tương lai.

“Mỗi chuyến bay đưa NASA tiến gần hơn một bước tới việc đưa X-59 bay qua các cộng đồng dân cư và thu thập phản hồi có thể giúp định hình tương lai của các chuyến bay thương mại siêu thanh trên đất liền”, NASA cho biết.

Hướng tới điều kiện bay thực tế

Trong hơn 50 năm qua, các cơ quan quản lý hàng không quốc tế đã nghiêm cấm các chuyến bay siêu thanh dân dụng trên đất liền do tiếng nổ sonic boom gây ra tiếng ồn lớn và rung lắc mạnh.

Lệnh cấm tuyệt đối được thiết lập từ năm 1973 đã khiến ngành hàng không thương mại phải duy trì tốc độ cận âm tiêu chuẩn nhằm bảo vệ các khu dân cư bên dưới.

Được phát triển với sự hợp tác của Lockheed Martin, X-59 là máy bay thử nghiệm được thiết kế cho các chuyến bay siêu thanh.

Trong chuỗi thử nghiệm diễn ra liên tiếp, phi công thử nghiệm Jim “Clue” Less của NASA lần đầu đưa X-59 đạt tốc độ Mach 1,1, tương đương khoảng 1.148km/h, ở độ cao 13,2km trong chuyến bay kéo dài 81 phút xuất phát từ Căn cứ Không quân Edwards ngày 5/6.

Chỉ một tuần sau, vào ngày 12/6, chiếc máy bay thử nghiệm tiếp tục mở rộng giới hạn hoạt động khi tăng tốc lên Mach 1,4 ở độ cao lớn hơn.

Làm thế nào X-59 tránh được tiếng nổ đặc trưng của các máy bay siêu thanh? Câu trả lời nằm ở thiết kế. Các máy bay siêu thanh thông thường tạo ra những gợn sóng áp suất trong không khí, sau đó nhanh chóng hợp nhất thành một sóng xung kích cực mạnh.

X-59 được thiết kế với thân máy bay cực dài và thon như cây kim. Hình dạng này giúp tách các sóng áp suất, ngăn chúng kết hợp với nhau. Thay vì tạo ra tiếng nổ lớn, về lý thuyết, người dân dưới mặt đất chỉ nghe thấy âm thanh nhẹ giống tiếng đóng cửa ô tô.

Hiện nay, các phi công đang từng bước đưa máy bay thực hiện hàng loạt bài thử nghiệm phức tạp ở nhiều tốc độ và độ cao khác nhau nhằm xác định giới hạn hiệu suất thực tế của nó.

Các kỹ sư cũng sẽ đo đạc chi tiết dấu hiệu âm thanh siêu thanh của máy bay bằng hệ thống micro đặt trên mặt đất để xác nhận rằng âm thanh “bụp” nhẹ này hoạt động đúng như thiết kế.

Trong tương lai, NASA sẽ đưa X-59 ra khỏi các khu vực thử nghiệm biệt lập và cho bay trực tiếp phía trên nhiều cộng đồng dân cư tại Mỹ nhằm khảo sát công khai cảm nhận thực tế của người dân đối với âm thanh mà máy bay tạo ra.

Tiêm kích F-15 đóng vai trò đặc biệt

Hiện nay, việc xác minh chính xác dấu hiệu âm thanh của X-59 vẫn là một thách thức. Trong các chuyến bay thử nghiệm ban đầu, X-59 luôn được một tiêm kích nghiên cứu F-15 của NASA bám theo ở khoảng cách gần.

Chiếc F-15 này sắp trở thành một công cụ nghiên cứu quan trọng. Trong các thử nghiệm sắp tới, các kỹ sư sẽ lắp một đầu dò chuyên dụng có khả năng phát hiện sóng xung kích ở phần mũi máy bay.

Thiết bị này cho phép các nhà nghiên cứu điều khiển F-15 bay trực tiếp vào vùng khí động phía sau X-59 để lập bản đồ các sóng áp suất vô hình và thu thập dữ liệu theo thời gian thực về khả năng giảm tiếng nổ sonic boom của máy bay.

Sau khi hoàn tất việc thu thập dữ liệu từ các chuyến bay phía trên khu dân cư, NASA dự kiến chuyển giao kết quả cho các cơ quan quản lý quốc tế.

Mục tiêu là thay thế các giới hạn tốc độ đã tồn tại hàng chục năm bằng một tiêu chuẩn mới dựa trên mức độ tiếng ồn.

Nếu công chúng đồng ý X-59 đủ yên tĩnh, ngành hàng không có thể chứng kiến thời gian bay thương mại xuyên quốc gia được rút ngắn còn một nửa.