گامی بزرگ به سوی بازگشت پروازهای مافوق صوت؛ موفقیت آزمایش هواپیمای 1-XB

بازتاب– بازگشت پروازهای مافوق صوت پس از دو دهه از پایان عمر Concorde، برای بسیاری از علاقه‌مندان به هوانوردی آرزویی دور به نظر می‌رسید. اما شرکت نوپای Boom Supersonic اخیراً گامی بزرگ در این مسیر برداشته است. ثبت رکورد سرعت جدید برای هواپیمای آزمایشی XB-1 نه تنها نشان‌دهنده تسلط فنی در سرعت‌های بالا است، بلکه امید تازه‌ای به تحقق پروازهای مافوق صوت تجاری می‌بخشد.

معرفی پروژه XB-1 و سابقه آن

هدف و ساختار پروژه

• XB-1 که به «Baby Boom» نیز شناخته می‌شود، یک هواپیمای نمایشی (demonstrator) کوچک است که شرکت Boom Supersonic آن را به منظور آزمایش فناوری‌های مافوق صوت طراحی کرده است.

• این هواپیما از مواد کامپوزیت سبک، ترکیب‌های پیشرفته فیبرکربن و آلیاژهای مقاوم گرمایی ساخته شده تا در مواجهه با دمای بالا و فشارهای جریان هوایی در سرعت‌های بالا دوام بیاورد

• موتورهای آن از نوع General Electric J85 هستند، با ورودی‌های موتور سفارشی برای بهینه کردن عملکرد در سرعت‌های بالا. 

• به عبارتی، XB-1 یک پایه آزمایشی برای فناوری‌هایی است که قرار است به هواپیمای مسافربری مافوق صوت Overture منتقل شوند. 

سابقه و مراحل توسعه

• اولین پرواز آزمایشی XB-1 در مارس ۲۰۲۴ انجام شد و مدت آن تنها ۱۲ دقیقه بود.

• در طول نزدیک به یک سال، هواپیما آزمایش‌های متعددی در حوزه سرعت‌های زیر صوت انجام داد تا از ثبات سیستم‌ها، کنترل‌ها و سازگاری سازه مطمئن شود. 

رکورد جدید و جزئیات پروازهای آزمایشی

پرواز هفتم: ثبت رکورد Mach 0.82

در تاریخ ۵ نوامبر ۲۰۲۴، در هفتمین پرواز آزمایشی، XB-1 توانست سرعت ۶۲۹ مایل در ساعت (۱٬۰۱۲ کیلومتر در ساعت)، معادل Mach 0.82 را ثبت کند. در این پرواز که حدود ۵۵ دقیقه به طول انجامید، هواپیما به ارتفاع ۲۳٬۰۱۵ فوت (۷٬۰۱۵ متر) رسید. یکی از نکات مهم این پرواز، موفقیت سیستم‌های فشرده‌سازی کابین (برای فشار داخلی هواپیما) در شرایط سرعت بالا بود که امنیت عملکردی آن‌ها را آزمود.

پرواز هشتم: کنترل دستی در سرعت بالا

۱۱ روز پس از آن، در پرواز هشتم، XB-1 موفق شد در سرعت Mach 0.8 بدون استفاده از سیستم اتوماتیک تثبیت‌کننده پرواز (stability augmentation system) عمل کند.
مدت این پرواز ۵۴ دقیقه بود. این موفقیت نشان داد که هواپیما از نظر طراحی آیرودینامیکی و کنترل دستی نیز قابل اطمینان است.

مراحل بعدی و رکوردهای مافوق صوت

• پس از این مراحل، XB-1 توانست برای نخستین بار سرعت مافوق صوت (Mach 1.1) را در ۲۸ ژانویه ۲۰۲۵ پیموده و همزمان سه بار از مرز صوت عبور کند.

• در آزمایش دوم مافوق صوت در تاریخ ۱۰ فوریه ۲۰۲۵، هواپیما به سرعت Mach 1.18 رسید و باز هم بدون ایجاد صدای زیاد (sonic boom audible) در سطح زمین، رکورد شکنی کرد. 

• لازم به ذکر است که XB-1 در این مراحل، اصول Boomless Cruise را نیز آزمایش کرد؛ یعنی پروازی مافوق صوت بدون ایجاد صدای مزاحم بر سطح زمین، که امکان عبور از سرعت‌های مافوق صوت بر فراز زمین را فراهم می‌کند.

بر اساس گزارش رسمی شرکت، ساختار و طراحی هواپیما حتی در برابر ارتعاشات ناشی از جریان هوایی در سرعت‌های بالا مقاوم بوده است.

Bedeutung این موفقیت‌ها (اهمیت و پیامدها)

تأیید پایداری و ایمنی طراحی در سرعت بالا

رکوردهایی که در پروازهای هفتم و هشتم ثبت شدند، تأیید مهمی بر پایداری طراحی XB-1 در سرعت‌های نزدیک به مافوق صوت هستند. این نتایج نشان می‌دهند که کنترل‌های هواپیما حتی در شرایط حساس و سیستم‌های تثبیت‌کننده غیرفعال، به درستی کار می‌کنند.

همچنین آزمایش عملکرد سیستم‌های کابین و کنترل فشار داخلی در شرایط شدید، تضمینی برای قابل اتکا بودن فناوری‌ها در محیط‌های عملیاتی است.

گامی عملی به سوی بازگشت پروازهای مافوق صوت

موفقیت در عبور از مرز صوت و کنترل پرواز در سرعت‌های بالا، نقطه عطفی در مسیر توسعه هواپیماهای مافوق صوت خصوصی است. به گفته خبرگزاری معتبر رویترز، XB-1 اولین هواپیمای خصوصی‌ای است که رکورد شکنی صوتی کرده است. 
این موفقیت، دریچه امید برای بازگشت پروازهای مافوق صوت تجاری را باز می‌کند، پس از آنکه «کونکورد» در سال ۲۰۰۳ بازنشسته شد.

تأثیر بر طراحی هواپیمای مسافری Overture

هواپیمای Boom Overture، که هدف نهایی شرکت است، قرار است از طراحی‌ها، داده‌ها و فناوری‌های آزموده شده در XB-1 بهره گیرد.  این هواپیما قرار است با سرعت Mach 1.7 پرواز کند و قادر باشد مسیرهایی مانند لندن به نیویورک را در ۳ ساعت و ۳۰ دقیقه طی کند. 
علاوه بر این، Overture به آینده‌ای سازگار با محیط زیست نیز می‌اندیشد: قدرت استفاده از سوخت هواپیمایی پایداری (SAF) را دارد و فناوری «Boomless Cruise» نیز در طراحی آن لحاظ شده است تا نویز صوتی روی زمین کاهش یابد. برنامه‌ریزی شده است که کارخانه تولید Overture Superfactory در گرینزبورو، کارولینای شمالی ساخته شود و ظرفیت تولید سالانه ۶۶ هواپیما داشته باشد.

چالش‌ها و موانع پیش‌رو

مقررات صوتی و محدودیت‌های خاکی

یکی از چالش‌های بزرگ بازگشت پرواز مافوق صوت، صدای انفجار صوتی (sonic boom) است که هنگام عبور هواپیما از مرز صوت ایجاد می‌شود و می‌تواند مزاحمت صوتی در سطح زمین ایجاد کند.
شرکت Boom با فناوری Boomless Cruise امیدوار است که بتواند سرعت‌هایی تا حدود Mach 1.3 را بدون ایجاد صدای محسوس روی زمین ممکن کند. با این حال، مقررات بین‌المللی و محدودیت‌های پروازی روی خشکی ممکن است مسیریابی پرواز مافوق صوت را محدود کنند، به ویژه در اروپا و آمریکا.

هزینه‌ها و مصرف انرژی

هواپیماهای مافوق صوت به‌دلیل مقاومت هوا و گرمای اصطکاکی بسیار بیشتر، مصرف سوخت بالاتری دارند. برای اینکه این سفرها اقتصادی شوند، نیاز است سوخت‌های پایداری (SAF) و بهینه‌سازی‌های آیرودینامیکی بسیار پیشرفته به کار گرفته شوند. 
همچنین هزینه‌های تولید، نگهداری، مقررات ایمنی، صدور مجوز و بیمه این دسته از هواپیماها قابل توجه است.

مسیر تأیید و ورود به سرویس

قبل از آنکه یک هواپیمای مسافربری مافوق صوت وارد ناوگان شود، باید از سوی سازمان‌های بین‌المللی هوانوردی (مانند FAA و EASA) مورد تأیید قرار گیرد که آزمون‌ها و استانداردهای فنی بسیاری را نیاز دارد.
با توجه به تجربه‌ صنایع هوافضا، توسعه و اخذ مجوزهای لازم ممکن است سال‌ها زمان ببرد.

دستاورد جدید شرکت Boom Supersonic در ثبت رکورد سرعت برای XB-1 نمایانگر یک گام بزرگ در مسیر احیای پروازهای مافوق صوت تجاری است. طراحی موفق در سرعت‌های بالا، کنترل دستی بدون سیستم تثبیت‌کننده و عبور از مرز صوت بدون ایجاد صدا، همگی گواه بر بلوغ فنی این پروژه‌اند.

اگرچه چالش‌های مقرراتی، هزینه‌ای و فنی هنوز باقی‌اند، اما انتقال موفق این فناوری‌ها به هواپیمای Overture می‌تواند تحولی در صنعت هواپیمایی ایجاد کند. پروازی بین قاره‌ای در چند ساعت، با سرعت مافوق صوت، دوباره در دسترس خواهد بود.

منبع livescience