X-59 urmărește să elimine boom-ul sonic și să demonstreze că zborul supersonic poate fi „silențios”.
Nu este suficient să promiteți că un avion este mai silențios. Trebuie să o demonstrați. Acesta este obiectivul pe care și l-a propus NASA cu X-59, un avion experimental care dorește să schimbe viitorul zborului supersonic. Pentru a reuși, avea nevoie de date. Date foarte precise. De aceea, deși proiectul este american, o parte esențială a validării a fost realizată în Japonia, într-una dintre instalațiile supersonice de referință din Asia.
X-59 QueSST este un avion experimental creat cu o misiune foarte concretă: să demonstreze că se poate zbura cu viteza supersonică fără a produce zgomot la sol. Ceea ce NASA vrea să elimine nu este viteza, ci zgomotul. Clasicul boom sonic, acea explozie secă care răsună atunci când un avion depășește bariera sunetului, rămâne unul dintre marile obstacole în calea revenirii zborului supersonic în aviația comercială. X-59, în schimb, promite ceva diferit: un ușor thump, abia perceptibil de la sol, datorită unui design care controlează — și disociază — undele de șoc înainte ca acestea să se contopească într-o explozie acustică.
Dar nu este suficient să se proiecteze o formă stilizată și alungită. Nu este suficient să o simulezi pe computer sau să îi prevezi comportamentul cu ajutorul modelelor computationale. Ceea ce definește X-59 nu este doar silueta sa, ci semnătura sonoră pe care o proiectează când zboară cu Mach 1,4. Această semnătură, această amprentă acustică, trebuia măsurată cu precizie chirurgicală. Și aici intră în scenă Japonia.
NASA nu a făcut totul acasă: o parte esențială a validării a fost realizată în Japonia
Deși epicentrul proiectului se află în Palmdale, California, sub conducerea Lockheed Martin Skunk Works, o parte din validarea sa cea mai delicată a fost realizată în cealaltă parte a planetei. În loc să se limiteze la testarea modelului în propriile instalații, NASA a decis să repete testele într-un tunel aerodinamic supersonic al agenției spațiale japoneze (JAXA), situat în Chofu, Tokyo. Acolo, cercetătorii ambelor agenții au expus o machetă a avionului, redusă la 1,62 % din dimensiunea reală — aproximativ 50 de centimetri de la vârf la coadă —, în condiții care simulau viteza sa de croazieră. Obiectivul era clar: să verifice cum curge aerul în jurul aeronavei și, mai ales, să înregistreze cu cea mai mare precizie posibilă semnătura sa sonică.
Alegerea Japoniei nu a fost simbolică. Potrivit detaliilor furnizate de NASA, aceasta a fost a treia rundă de teste în tunelul aerodinamic efectuate cu același model: una a fost realizată în Ohio, la Centrul de Cercetare Glenn; alta, în același tunel JAXA cu ani în urmă; iar ultima, tot în Chofu, a fost concepută ca parte a unei strategii de validare încrucișată. Chiar dacă punerea modelului într-un alt tunel aerodinamic duce la obținerea unei versiuni ușor diferite a datelor, acest lucru este benefic, a explicat Melissa Carter, responsabilă de proiectul supersonic al NASA. „Folosind același model în ambele tuneluri, putem crește certitudinea datelor și înțelegerea noastră asupra designului X-59”.
Măsurarea profilului de presiune – amprenta acustică lăsată de avion atunci când depășește bariera sunetului – nu admite erori. Iar cea mai bună modalitate de a reduce orice marjă de incertitudine este de a verifica că, în condiții diferite și cu instrumente independente, rezultatele rămân consistente. Tocmai acest lucru permite colaborarea cu JAXA. În cadrul unui acord semnat în 2020, cele două agenții s-au angajat să partajeze date, să compare metodologii și să repete testele în ambele țări, consolidând astfel soliditatea întregului experiment.
Tunelul aerodinamic în care au fost efectuate testele nu este unul oarecare. Este vorba de o instalație supersonică operată de JAXA, cu o secțiune de puțin peste un metru pe un metru. Deși dimensiunile sale pot părea modeste, sunt ideale pentru a lucra cu modele foarte mici, precum X-59. În acesta, fluxul de aer poate atinge viteze suficiente pentru a simula condiții reale de zbor, ceea ce era exact ceea ce căutau inginerii NASA.
Pentru JAXA, oportunitatea era, de asemenea, esențială. Agenția japoneză dezvoltă de ani de zile propriul program de zbor supersonic „silențios”, cu proiecte precum Sky Frontier. Schimbul de informații cu NASA îi permite să-și perfecționeze propriile proiecte, să învețe din abordări diferite și să-și valideze instrumentele de simulare cu date reale. În schimb, oferă experiență, echipamente și infrastructuri care completează cele ale Statelor Unite.
