پرواز با سرعت مافوق صوت

با این حال سرعت بالا و لذت خاطره‌انگیز سفرهای هوایی با این نوع هواپیماها، مهندسان ناسا را بر آن داشته است تا با به کارگیری فناوری‌های مختلف نسخه جدیدی از آن را با تفاوت‌های قابل‌توجه طراحی و ارائه کنند. مهم‌ترین تفاوتی که در این میان دیده می‌شود، کاهش چشمگیر سر و صدای ناشی از پرواز این نسخه جدید است. از این رو به نظر می‌رسد باز هم رویای پرواز با سرعت مافوق صوت تکرار خواهد شد.

کارخانه‌های بزرگ صنعت هوانوردی، طرح‌ها و ایده‌های نوینی درخصوص هواپیماهای مافوق صوت دارند که پیش‌‌بینی می‌شود در آینده‌ای نه‌چندان دور به واقعیت تبدیل شوند. هر دو شرکت بوئینگ و لاکهید مارتین ایده‌های خاص خود را به ناسا ارائه کرده‌اند تا در قالب یک همکاری گسترده با این آژانس فضایی، هواپیمای مافوق صوتی طراحی و ساخته شود که در آن دیگر اثری از برخی مشکلاتی که در هواپیماهایی نظیر کونکورد وجود داشته از جمله سر و صدای بسیار دیده نشود. در هر دو طرحی که از سوی این 2 شرکت بزرگ به ناسا ارائه شده است یک وجه مشترک دیده می‌شود: وجود ساختاری کشیده و باریک که دقیقا از روی کونکورد الگوبرداری شده است. با این حال هر دوی این شرکت‌ها مدعی هستند در مقایسه با کونکورد اقدامات گسترده‌ای در جهت به روز رسانی ساختار کونکورد انجام شده است تا افرادی که حداقل یک بار لذت سفر با کونکورد را چشیده یا آنهایی که رویای سفر با آن را در ذهن دارند، سفر با نسخه جدید آن را تجربه کنند.

هر کسی که حداقل یک بار شاهد پرواز کونکورد بوده است، مهم‌ترین ایرادش را سر وصدای کرکننده آن می‌داند. دو موتوری که کنکورد را با سرعت مافوق صوت در آسمان به حرکت در می‌آورد، آنچنان سر و صدایی تولید می‌کردند که از نظر بسیاری از افراد کرکننده توصیف می‌شده است. طی سال‌های اخیر تلاش‌های زیادی برای حذف این مشکل از مدار کونکورد و ساختار‌های مشابه آن صورت گرفته، اما تمامی آنها با شکست همراه بوده است. اکنون به نظر می‌رسد در طرح‌های چشمگیر بوئینگ و لاکهید مارتین حرف‌های تازه‌ای برای گفتن وجود داشته باشد که البته قابل تبدیل شدن به واقعیت نیز هستند.

طرحی که لاکهید مارتین ارائه کرده از جنبه‌های گوناگون مورد توجه کارشناسان قرار گرفته است. در قسمت دم هواپیما ساختاری به شکل حرف V دیده می‌شود. فلسفه‌ای که در استفاده از چنین طرحی وجود دارد، صرفا به خاطر کاسته شدن از سر و صدای هواپیمایی است که قرار است با سرعت مافوق صوت در آسمان به پرواز در آید. مهندسان لاکهید مارتین مدعی هستند این ساختار نقش بسزایی در افت صدای هواپیما در سرعت‌های بالا خواهد داشت و این دقیقا همان مشکلی است که هیچ گاه در هواپیماهای کونکورد برطرف نشد.

در هر دو طرحی که از سوی بوئینگ و لاکهید مارتین ارائه شده هر دو موتور در قسمت فوقانی بال‌ها قرار گرفته است حال آن که در کونکورد موتورها زیر بال‌ها قرار داشتند. از آنجا که در موتورهای جت سوخت بخوبی به انرژی صوتی تبدیل می‌شود، قرار گرفتن موتورها در قسمت فوقانی بال‌ها موجب می‌شود تا بخش قابل توجهی از امواج صوتی تولید شده با برخورد به بال‌ها به سمت بالا و آسمان منعکس شوند. در حقیقت در این تکنیک بال‌های هواپیما در حکم سپرهای صوتی هستند که مانع از رسیدن امواج صوتی به زمین می‌شوند.

تا زمانی که هواپیماهای کونکورد در خطوط هواپیمایی جهان مشغول به کار بودند، پرواز آنها بر فراز آمریکا ممنوع شده بود (البته بجز موارد بسیار خاص) این ممنوعیت صرفا به دلیل شوک صوتی قابل توجهی وضع شده بود که از حرکت هواپیما در سرعت‌های بالا تولید می‌شد. از سال‌ها پیش ناسا و چند سازنده دیگر هواپیما در گوشه و کنار جهان تحقیقات زیادی را درخصوص کاستن از این امواج صوتی آغاز کرده‌اند تا هواپیمایی طراحی شود که بدون ایجاد مزاحمت صوتی برای مردمی که روی زمین قرار دارند، قابلیت پرواز بر فراز مناطق پرجمعیت و متراکم جهان را نیز داشته باشد. البته در کنار این هدف، افزودن به قدرت پروازی هواپیما نیز مورد نظر محققان بوده است که البته برای تأمین این هدف راهی نبوده است جز استفاده از سوخت بیشتر.

درحالی که به نظر می‌رسد هر دو طرح ارائه شده از سوی لاکهید مارتین و بوئینگ در مقایسه با کونکورد از حیث مصرف سوخت راندمان بهتری داشته باشند، اما متاسفانه این تفاوت آنچنان زیاد نیست که مهندسان آنها به خاطرش به خود ببالند! مطالعات نشان می‌دهند در ساختار یک هواپیمای مافوق صوت نیاز است که از فیزیک خاصی استفاده شود که صرف نظر از آن موجب افت سرعت هواپیما می‌شود. از سوی دیگر استفاده از این فیزیک خاص با افزایش مصرف سوخت هواپیما همراه می‌شود. آنچه مهندسان لاکهید مارتین و بوئینگ در پی انجام آن بوده‌اند، حفظ فیزیک مورد نظر در عین کاستن از سوخت مصرفی بوده است.

هواپیماهایی که با سرعتی بیش از سرعت صوت پرواز می‌کنند، مخروطی از ملکول‌های هوای فشرده تولید می‌کنند که تا سطح زمین کشیده می‌شود. شوک صوتی ناشی از این وضعیت بسیار آزاردهنده است و حتی می‌تواند خسارت‌های فیزیکی نیز به همراه داشته باشد. از این رو در برخی کشورها نظیر آمریکا پرواز این نوع هواپیماها صرفا به مدل‌های نظامی یا تحقیقاتی محدود شده است.

اما در دو مدل جدیدی که از سوی لاکهید مارتین و بوئینگ ارائه شده است این مشکلات با بهره‌گیری از موتورهایی متفاوت یا استفاده از طرح‌های جدید در قسمت دم تا حد زیادی برطرف شده است. در مدل شرکت لاکهید مارتین از ساختار سهمی شکل (نیم دایره‌ای شکل) در قسمت دم استفاده شده که با کنترل جریان هوا نقش بسزایی در کاستن از سر و صدای موتورها و تولید مخروط هوایی یاد شده خواهد داشت. البته این ابتکار عمل موجب افزایش برد حرکتی هواپیما و قابلیت حمل بار نیز در آن می‌شود. در مدل شرکت بوئینگ نیز از ساختاری V شکلی در قسمت دم استفاده شده است و همچنین موتورها نیز در قسمت فوقانی بال‌ها قرار می‌گیرند.

به نظر می‌رسد این دو طرح ظرفیت بالایی برای تبدیل شدن به هواپیماهای کاربردی در آینده‌ای نه‌چندان دور داشته باشند. البته این هواپیماها تا تبدیل شدن به مدل‌های واقعی راه درازی در پیش دارند. ناسا پیش‌بینی کرده است بین سال‌های 2030 تا 2035 نخستین مدل‌ها از این هواپیماها ساخته شود و مورد آزمایش‌های مختلف قرار گیرد. از این رو باید حداقل 2 دهه دیگر انتظار کشید تا افسانه کونکوردها تکرار شوند.