NASA i JAXA współpracują przy testowaniu modelu X-59

W świecie badań lotniczych nowa wiedza i narzędzia mogą być pochodną pracy z przyjaciółmi nad dużym projektem.

Taki jest pomysł z eksperymentalnym samolotem NASA X-59 Quiet SuperSonic Technology, który jest centralnym elementem misji NASA polegającej na gromadzeniu informacji, które mają pomóc w rozpoczęciu nowej ery komercyjnych podróży z prędkościami ponaddźwiękowymi nad lądami.

Przyjaciółmi w tym przypadku są innowatorzy lotniczy, reprezentujący NASA i Japan Aerospace Exploration Agency, znaną również jako JAXA. Zgodnie z porozumieniem osiągniętym w grudniu 2020 r., W ciągu najbliższych trzech lat obie strony przeprowadzą niezależne pomiary w tunelu aerodynamicznym tego samego modelu X-59 w małej skali, a wyniki zostaną później porównane.

„Mamy długą i satysfakcjonującą historię współpracy z ekspertami JAXA w dziedzinie badań naddźwiękowych, a także innych technologii i wiem, że ta współpraca przyniesie obopólne korzyści” – powiedział Robert Pearce, zastępca administratora NASA ds. Badań aeronautycznych.

Partnerstwo nie tylko pomoże poszerzyć wiedzę na temat X-59, a też nowe techniki przeprowadzania testów w tunelach aerodynamicznych i wykorzystanie symulacji komputerowych, mogą pomóc w tworzeniu przyszłych projektów samolotów naddźwiękowych.

W ciągu ostatnich 20 lat JAXA przetestowała kilka małych naddźwiękowych modeli badawczych w tunelach aerodynamicznych, a także symulacje komputerowe. Obecne badania naddźwiękowe JAXA koncentrują się w ramach programu Sky Frontier, którego celem jest po części stworzenie cichego, szybszego niż dźwięk samolotu, który może pomieścić do 50 osób.

Don Durston, naukowiec z NASA, przedstawia zmniejszony model samolotu X-59 Quiet SuperSonic Technology, który będzie testowany w tunelach aerodynamicznych w Stanach Zjednoczonych i Japonii w ramach wspólnych badań uzgodnionych niedawno między NASA a Japan Aerospace Exploration Agency. (fot. NASA)

Zatwierdzając warunki umowy z NASA, Masatoshi Harigae, dyrektor generalny Dyrekcji ds. Technologii Lotniczych JAXA, powiedział, że jest optymistą co do możliwości wspólnych badań.

„Nie mogę się doczekać owocnych wspólnych działań i mam nadzieję, że wzmocni to nasze partnerstwo w dziedzinie technologii lotniczej” – powiedział Harigae.

Oto kilka szczegółów dotyczących współpracy:

Kształt X-59 został zaprojektowany tak, aby podczas lotu naddźwiękowego powstające fale uderzeniowe wychodzące z samolotu – mierzone jako zmiany ciśnienia powietrza, które odbieramy jako dźwięk – docierały do ​​ziemi taki sposóbaby były ledwo słyszalne.

Jednym ze sposobów, aby upewnić się, że X-59 będzie działał zgodnie z przeznaczeniem, jest „latanie” mniejszą wersją prawdziwego pojazdu w tunelu aerodynamicznym i dokonywanie pomiarów fal ciśnienia, gdy naddźwiękowy przepływ powietrza przechodzi nad modelem w zmniejszonej skali, aby upewnić się, że zachowuje się zgodnie z oczekiwaniami.

Ale nawet w XXI wieku, przy całej naszej wiedzy technicznej, pomiar naddźwiękowego przepływu powietrza nad modelem samolotu w tunelu aerodynamicznym jest procesem niepewnym. Nawet uruchomienie tego samego testu z tym samym modelem może dać różne wyniki w różne dni.

Ten model samolotu X-59 Quiet SuperSonic w skali 1,62% będzie używany w badaniach prowadzonych przez NASA i Japan Aerospace Exploration Agency w ciągu najbliższych trzech lat. Ze względu na niewielkie rozmiary niektóre szczegóły z prawdziwego samolotu zostały uproszczone w tym modelu. (fot. NASA)

Umieść model w innym tunelu aerodynamicznym, a otrzymasz nieco inną wersję danych.

„Ale to dobra rzecz. Używając tego samego modelu w obu tunelach aerodynamicznych, możemy zwiększyć naszą pewność co do uzyskanych danych i pogłębić naszą wiedzę na temat konstrukcji X-59 ” – powiedziała Melissa Carter, analityk projektu Commercial Supersonic Technology NASA.

Zespół JAXA cieszy się dużym uznaniem ze względu na swoje eksperymenty przeprowadzone w ciągu ostatniej dekady w celu udoskonalenia technik testowania w tunelu aerodynamicznym przy użyciu samolotów naddźwiękowych i wykorzystania tych danych do weryfikacji narzędzi do symulacji komputerowych.

„Nie tylko spodziewamy się zweryfikowania naszego modelowania fal uderzeniowych z X-59 podczas lotu, ale jesteśmy również przekonani, że współpraca pomoże obu agencjom uzyskać dalsze informacje na temat przeprowadzania testów naddźwiękowych w tunelach aerodynamicznych” – powiedział Carter.

Początkowy harmonogram przewidywał, że pierwsza runda testów w tunelu aerodynamicznym odbędzie się późnym latem tego lata w Centrum Badawczym NASA Glenn w Cleveland. Jednak harmonogram może ulec zmianie z przyczyn technicznych i globalnej pandemii.

Na początku 2022 roku model X-59 o długości około 19 cali zostanie wysłany do Japonii i zainstalowany w tunelu aerodynamicznym JAXA. Testy rozpoczną się około trzech miesięcy po ich dostarczeniu. Wspólne zbieranie danych, analiza, porównywanie wyników i pisanie raportów w celu prezentacji na warsztatach i innych spotkaniach ma nastąpić w trzecim roku rozwoju projektu.