این هواپیما دیوار صوتی را بدون صدا شکست!

هواپیمای XB-۱ در یک پرواز آزمایشی، به لطف یک پدیده فیزیکی به نام Mach cutoff، بدون انفجار صوتی (Sonic boom) توانست به سرعت مافوق صوت دست پیدا کند. به گفته شرکت آمریکایی بوم سوپرسونیک، هنگامی که هواپیمای آزمایشی XB-۱ طی اولین پرواز مافوق صوت خود در ۲۸ ژانویه سه بار دیوار صوتی را شکست، انفجار صوتی که از زمین قابل شنیدن باشد را ایجاد نکرد.

بلیک شول، بنیان‌گذار و مدیرعامل بوم سوپرسونیک، معتقد است که این پیشرفت نشان می‌دهد سفرهای مافوق صوت می‌توانند نه‌تنها مقرون‌به‌صرفه و پایدار باشند، بلکه برای افراد روی زمین نیز بدون ایجاد مزاحمت صورت بگیرند.

زمانی که یک هواپیما با سرعت بالا در جو حرکت می‌کند، فشار هوای اطراف خود را تغییر داده و امواج صوتی تولید می‌کند. وقتی سرعت آن از مرز صوت (۱ ماخ یا حدود ۱۲۲۴ کیلومتر بر ساعت) عبور کند، این امواج به هم پیوسته و یک موج ضربه‌ای تشکیل می‌دهند که از مسیر پرواز فاصله می‌گیرد. این پدیده که به سونیک بوم (Sonic Boom) معروف است، می‌تواند آن‌قدر شدید باشد که به سطح زمین برسد، صدایی بسیار بلند ایجاد کند و حتی باعث لرزش ساختمان‌ها یا شکستن شیشه‌ها شود.

اثر مخرب این موج صوتی در زمین، یکی از عوامل مهمی بود که منجر به بازنشستگی هواپیمای کنکورد در سال ۲۰۰۳ شد و بسیاری از کشورها را به ممنوعیت پروازهای مافوق صوت تجاری وادار کرد. از آن زمان، متخصصان هوافضا به دنبال طراحی هواپیماهایی بوده‌اند که بدون تولید چنین امواجی، با سرعتی بالاتر از صوت حرکت کنند.

در این میان، هواپیمای XB-1 از پدیده‌ای فیزیکی به نام Mach Cutoff بهره برده است. از آنجایی که سرعت صوت در ارتفاعات بالاتر کمتر است، عبور از دیوار صوتی در این نواحی موجب شکل‌گیری انفجاری می‌شود که قادر به رسیدن به سطح زمین نیست. در واقع، اگر موج ضربه‌ای به سمت پایین حرکت کند، تغییر سرعت صوت در لایه‌های مختلف جو باعث انحراف آن شده و در نهایت امواج را به سمت بالا هدایت می‌کند.

نکته کلیدی این است که عواملی مانند دما و جهت باد نیز روی سرعت صوت تأثیر می‌گذارند، بنابراین ارتفاع و سرعت بهینه برای یک پرواز مافوق صوت، به شرایط جوی بستگی دارد.

بوم سوپرسونیک اعلام کرده که جدیدترین پرواز آزمایشی XB-1 در تاریخ ۱۰ فوریه موفق شده بدون ایجاد موج انفجاری، به سرعت مافوق صوت برسد. اکنون این شرکت قصد دارد از تجربیات این پرواز برای توسعه هواپیمای تجاری آینده خود، Overture، استفاده کند تا به دستاوردی مشابه برسد. پروازهای مافوق صوت زمینی می‌توانند تا ۵۰ درصد سریع‌تر از هواپیماهای کنونی باشند و چنین نوآوری‌ای می‌تواند زمان سفر بین نیویورک و لس‌آنجلس را ۹۰ دقیقه کاهش دهد.

برند لیبهارت از مرکز هوافضای آلمان توضیح می‌دهد که پرواز با سرعت مافوق صوت در مسیرهای کوتاه‌تر می‌تواند نسبت به پروازهایی که درست زیر مرز صوت انجام می‌شوند، مصرف سوخت کمتری داشته باشد. اما او هشدار می‌دهد که Mach Cutoff احتمالاً بیشتر برای جت‌های تجاری خصوصی کاربرد خواهد داشت و در صنعت هواپیمایی تجاری، بازده اقتصادی بالایی نخواهد داشت.