Revolusi Tenang Pesawat Eksperimental X-59 NASA dalam Penerbangan Supersonik

Uji lapangan untuk NASAPesawat X-59 menunjukkan kemajuan yang menjanjikan dalam merekam dentuman sonik senyap, menyiapkan landasan untuk perjalanan supersonik yang lebih senyap.

Pesawat eksperimental X-59 milik NASA memiliki keunikan – dirancang untuk terbang lebih cepat dari kecepatan suara, namun tanpa menghasilkan dentuman sonik yang keras. Untuk memastikan kemampuan X-59 terbang supersonik namun hanya menghasilkan “ledakan” sonik yang lembut, NASA harus mampu merekam suara dari darat. Badan tersebut baru-baru ini menyelesaikan tes yang bertujuan untuk memahami peralatan dan prosedur yang diperlukan untuk membuat rekaman.

Terobosan Sistem Pencatatan Tanah

Penerbangan Penentuan Karpet Dalam Pengukuran Keseluruhan (CarpetDIEM) NASA menguji kualitas dan ketahanan sistem logging darat generasi baru, dengan fokus pada cara menerapkan sistem untuk pengujian X-59, dan menangkap data yang mereka kumpulkan. Secara keseluruhan, para peneliti memasang 10 stasiun mikrofon di hamparan gurun sepanjang 30 mil dekat Pusat Penelitian Penerbangan Armstrong NASA di Edwards, California.

NASA baru-baru ini menyelesaikan serangkaian tes untuk mengurangi risiko menjelang Fase 2 misi Questst, yang akan menguji kemampuan pesawat eksperimental X-59 untuk membuat ledakan sonik lebih senyap. Kredit: NASA/Steve Parcel

Tahap Persiapan dan Pengujian

“Kami mencoba menjawab pertanyaan seperti berapa banyak orang yang dibutuhkan untuk keluar dan memperbaiki instrumen ini setiap hari, bagaimana mendapatkan datanya kembali, berapa banyak kendaraan yang dibutuhkan – semua hal tentang cara kami beroperasi,” Forrest Carpenter, ketiga penyelidik utama seri penerbangan, kata. seperti yang dikatakan CarpetDIEM III. “Kami sekarang belajar menari sehingga ketika kami sampai di pesta dansa besar, kami siap untuk berangkat.”

X-59 sendiri belum bisa terbang, jadi dengan menggunakan F-15 dan F-18 dari NASA Armstrong, pengujian CarpetDIEM III melibatkan 20 lintasan supersonik dengan kecepatan berkisar antara Mach 1,15 hingga Mach 1,4, pada ketinggian berkisar antara 40.000 hingga 53.000 kaki. . Tiga dari lintasan tersebut melibatkan F-18 yang melakukan manuver menyelam terbalik khusus untuk mensimulasikan ledakan sonik lembut, dengan satu lintasan mencapai tingkat yang dirasakan sebesar 67 desibel, yang merupakan ukuran kebisingan yang dirasakan oleh jet tersebut bagi pengamat di darat.

Menurunkan Kenyaringan Sonic Boom

“Kami memperkirakan ledakan sonik X-59 serendah sekitar 75 desibel dari tingkat kenyaringan yang dirasakan,” kata Larry Cliatt, manajer subproyek untuk fase validasi akustik Quesst. “Itu jauh lebih senyap dibandingkan Concorde, yang 100 desibel lebih keras.”

Untuk mengukur dentuman sonik yang sangat pelan ini, sistem perekaman darat yang digunakan dalam penerbangan CarpetDIEM dikalibrasi untuk mengukur tingkat kenyaringan serendah sekitar 50 desibel – setara dengan berada di ruangan dengan lemari es menyala.

CarpetDIEM III juga memvalidasi penggunaan Automatic Dependent Surveillance-Broadcast, sebuah teknologi yang ditemukan di semua pesawat komersial dan sebagian besar pesawat pribadi untuk melaporkan kecepatan dan posisi. Sistem ini memicu sistem pencatatan tanah untuk mulai merekam.

“Kami tidak bisa memiliki 70 orang berbeda di setiap kotak instrumentasi,” kata Cliatt. “Kami harus menemukan cara untuk mengotomatiskan proses itu.”

Forrest Carpenter, kiri, peneliti utama fase ketiga CarpetDIEM, Penentuan Karpet dalam Pengukuran Keseluruhan Penerbangan, memantau pengujian dari salah satu ruang kendali di Pusat Penelitian Penerbangan Armstrong NASA di Edwards, California. Di sebelah Carpenter adalah Brian Strovers, chief engineer dari Commercial Supersonic Technologies. Fase ketiga dari CarpetDIEM menguji logistik dan meningkatkan sistem pencatatan darat sebagai persiapan untuk fase validasi akustik misi Quest. Kredit: NASA/Steve Freeman

Daya Tahan dan Efisiensi

Sistem pencatatan dirancang untuk tahan terhadap cuaca gurun, panas musim panas yang ekstrim, dan dinginnya musim dingin, serta tahan terhadap kerusakan dari satwa liar, seperti gigitan hewan pengerat, anjing hutan, dan rubah.

“Saat kami mencapai misi Quest Fase 2, kami berharap dapat merekam ledakan sonik ini hingga sembilan bulan,” kata Cliatt. “Kita harus memiliki instrumentasi dan operasi yang dapat memfasilitasi penerapan jangka panjang.”

Pelajaran lain yang didapat – waktu setup untuk stasiun perekam hanya kurang dari satu jam, dibandingkan dengan perkiraan 2 1/2 jam. Mengingat kinerja sistem, tim akan menilai apakah mereka perlu mengunjungi semua lokasi setiap hari dalam pengujian Tahap 2.

Kolaborasi dan Koordinasi

Tim juga belajar tentang proses koordinasi dan dokumentasi yang diperlukan untuk penelitian tersebut, baik dengan organisasi internal, seperti kantor Lingkungan dan Keselamatan NASA Armstrong, dan dengan pihak luar termasuk:

• Biro Pengelolaan Lahan AS, yang memberikan persetujuan untuk menggunakan lahan publik untuk pengujian
• Penegakan hukum, yang membantu mengamankan lokasi pengujian
• Administrasi Penerbangan Federal, yang memberikan persetujuan bagi jet NASA untuk terbang keluar dari Pangkalan Angkatan Udara Edwards membatasi wilayah udara untuk melakukan sebagian dari uji CarpetDIEM

Melihat ke depan

Untuk mempersiapkan Quest Fase 2, para peneliti berharap dapat mengadakan sesi praktik langsung pada tahun 2024, yang menggabungkan semua pembelajaran dan praktik terbaik dari ketiga fase CarpetDIEM.