Det siste passasjerflyet som kunne bryte lydmuren, landet i 2003. Europeiske Concorde hadde vært på vingene siden 1976 – men ikke uten problemer.
I tillegg til å bruke ualminnelig mye drivstoff, fikk Concorde bare fly supersonisk over havet da overlydssmellene, som oppsto når flyet brøt lydmuren, kunne knuse glass og gi hørselsskader.
Av samme grunn har supersonisk flyvning over land vært forbudt i USA siden 1973 etter en rekke klager. Det vil Nasa nå endre på, skriver de i en pressemelding.
Sammen med teknologibedriften Lockheed Martin har de utviklet flyet X-59 QueSST, med et design som kan redusere overlydssmellet til et overlydsdunk.
En 3D-modell av X-59 QueSST. Den flate nesen og smale kroppen skal spre sjokkbølger rundt flyet slik at såkalte overlydssmell forsvinner når flyet bryter lydmuren.
Smell knuser glass
Når et fly passerer lydens hastighet, og dermed bryter lydmuren, oppstår det et høyt smell på opptil 110 desibel. Det kalles et overlydssmell.
Temperatur, lufttrykk og materialer kan være med på å bestemme når lydmuren brytes, men ved 10 kilometers høyde, der det kan være 60 minusgrader, kan det forekomme ved 1062 km/t.
Når et fly nærmer seg lydens hastighet, presses lydbølgene foran flyet sammen og danner en «lydmur». Trykkbølger foran og bak flyet danner en felles sjokkbølge som fra bakken oppleves som et enormt brak.
I dag får fly først lov til å nå supersonisk fart når de er over vann eller 9145 meter over bakken. Derfor når de fleste passasjerfly en maksfart på 926 km/t.
Fordi overlydssmell er så høyt at det kan knuse glass på bakken og være ekstremt plagsomme for beboere i berørte områder, har ingeniører lenge lett etter en designløsning som kan redusere smellet.
Design sprer sjokkbølger
Denne løsningen har Nasa nå angivelig funnet med firmaets X-59 QueSST (Quiet SuperSonic Technology).
Med en lengde på 29,5 meter og en bredde på 9 meter er X-59 et testfly som skal undersøke hvordan ingeniører kan dempe overlydssmellet. Dette kan legge til rette for andre flytyper, blant annet passasjerfly.
Ved å bruke et datamodelleringsprogram som kalles Computational Fluid Dynamics kunne ingeniørene spå hvor luftmolekyler ville bevege seg. Dermed kunne mengden støy minimeres.
Med modelleringsprogrammet Computational Fluid Dynamics kunne ingeniørene se hvordan luftmolekyler beveget seg rundt en datamodell av X-59.
Ut fra disse resultatene designet ingeniørene de ytre linjene på flyet i et smalt og flatt design som sprer de supersoniske sjokkbølgene på en måte som forhindrer de typiske overlydssmellene.
Med det nye designet vil det i stedet høres et overlydsdunk – hvis man i det hele tatt hører noe.
Det er teknologibedriften Lockheed Martin som står for å bygge X-59. En modell av flyet har gjennomgått en rekke viktige tester og er klare til jomfruturen i 2023.
Dette testflyet kan nå en hastighet på Mach 1,42, noe som svarer til om lag 1510 km/t. Til sammenligning kunne Concorde nå en hastighet på Mach 2.
Mach-verdien måler et objektets hastighet i forhold til lydens hastighet.
Cockpiten på X-59 er også spesiell siden fronten er lang og smal. Pilotene vil ikke kunne se så mye ut av frontruten.
Til gjengjeld vil de ha rådighet en liten HD-skjerm som bruker Nasas eXternal Vision System til sikker navigasjon. Små sensorer på flyet vil bidra med bilder til piloten.
Supersonisk passasjerfly før 2030
En miniatyrmodell av X-59 har allerede blitt testet i vindtunneler med stor suksess, og om våren gikk en virkelig modell av flyet gjennom en rekke viktige tester på land.
Tidlige tester av flyets design har blitt foretatt med en miniatyrmodell av X-59 i en vindtunnel.
Nasa forventer at X-59 vil være klar til den første flyturen i løpet av 2023. Da vil X-59 foreta en rekke testflyvninger over boligområder der det vil bryte lydmuren.
Beboerne vil bli spurt om hvor mye overlydsdunket har plaget dem. Disse resultatene sendes senere rundt til lovgivere verden over slik at forbudet mot supersonisk flyvning over land kan revurderes.
Går alt etter planen kan et supersonisk passasjerfly være innen rekkevidde før vi når 2030.
Da Concorde-trafikken var på sitt høyeste, kunne flyet klare reisen fra London til New York på 3,5 timer. Denne reisen tar i dag 7 timer.