Sneller vliegen dan de snelheid van het geluid klinkt nog steeds futuristisch voor gewone mensen, meer dan 15 jaar nadat de laatste commerciële supersonische vluchten eindigden. De vliegtuigen die die reizen maakten, de 14 vliegtuigen gezamenlijk bekend als de Concorde, vloog van 1976 tot 2003. Het reisde drie keer sneller dan gewone passagiersvliegtuigen, maar de luchtvaartmaatschappijen die ermee vlogen, konden geen winst maken op zijn reizen.

De reden dat de Concorde niet winstgevend was, was, in feite, een neveneffect van zijn snelheid. Toen het vliegtuig voorbij de geluidssnelheid kwam - ongeveer 760 mph - veroorzaakte het schokgolven in de lucht die de grond zouden raken met een luide en plotselinge plof:een sonische "boem". Het is zo alarmerend voor mensen op de grond dat de Amerikaanse federale regelgeving alle commerciële vliegtuigen verbiedt om sneller dan de geluidssnelheid over land te vliegen.

Die regels, en de hoeveelheid brandstof die het vliegtuig kon vervoeren, de Concorde effectief beperkt tot trans-Atlantische vluchten. Het besturen van het vliegtuig was nog steeds zo duur dat een enkeltje tussen Londen en New York meer dan $ 5 zou kosten, 000. En de Concorde vloog vaak met de helft van zijn stoelen leeg.

Het belangrijkste voordeel van supersonische reizen is de kortere vliegtijd. Een drie uur durende vlucht over de Atlantische Oceaan kan een dagtocht van de VS naar Londen of Parijs mogelijk maken, in wezen een hele werkdag besparen. Als lucht- en ruimtevaartingenieur die hogesnelheidsluchtvoertuigen bestudeert, Ik geloof dat de recente technologische vooruitgang en nieuwe trends in het commerciële vliegverkeer supersonische vluchten economisch levensvatbaar kunnen maken. Maar de regelgeving zal moeten veranderen voordat burgers sneller dan geluid door de lucht kunnen vliegen.

De boem verslaan

Als een vliegtuig door de lucht vliegt, het creëert drukverstoringsgolven die zich voortplanten met de snelheid van het geluid. Wanneer het vliegtuig zelf sneller vliegt dan het geluid, de verstoringen worden samengeperst tot een sterkere verstoring die een schokgolf wordt genoemd. Schokgolfpatronen rond supersonische vliegtuigen werden onlangs afgebeeld in NASA-experimenten. Wanneer een supersonisch vliegtuig overvliegt, sommige schokgolven kunnen de grond bereiken. Dit is de sonische knal, wat als een schokkende plof wordt ervaren.

Commerciële vluchten worden in de VS gereguleerd door de Federal Aviation Administration. Om het publiek te beschermen tegen sonische knallen, de huidige FAA-voorschriften verbieden de vlucht over land van elk commercieel vliegtuig met supersonische snelheid.

Echter, NASA werkt eraan om de sonische hausse in zijn X-59-programma aanzienlijk te verminderen. Door zorgvuldige vormgeving van het vliegtuig, het doel is om de schokgolven te verzwakken of te voorkomen dat ze de grond bereiken.

Met vluchtdemonstraties gepland om te beginnen in 2021, succes in NASA's project zou een belangrijke barrière voor supersonische vluchten kunnen wegnemen.

Lawaai op de grond, te

Mijn vader nam me mee om de Concorde begin jaren 70 te zien opstijgen. en wat ik me na al die jaren herinner, is het lawaai. Vandaag de dag, Ik erken dat het geluid van landen en opstijgen op luchthavens een tweede barrière is voor supersonische vliegtuigen. Luchthavengeluid wordt in de VS ook gereguleerd door de FAA, en de huidige regels vereisen dat supersonische vliegtuigen aan dezelfde geluidsnormen voor luchthavens voldoen als subsonische vliegtuigen. De Concorde was zo luid, echter, dat het een uitzondering op die regels moest krijgen.

De nieuwste subsonische vliegtuigen gebruiken zeer grote straalmotoren die een hoog brandstofverbruik leveren. Deze motoren verminderen ook aanzienlijk het luchthavengeluid door een groter luchtvolume tot een lagere snelheid te versnellen dan kleinere motoren. De nieuwe motoren zijn zo stil dat regelgevers de hoeveelheid lawaai die vliegtuigen mogen maken twee keer hebben kunnen verminderen sinds de Concorde stopte met vliegen.

Die normen zijn nu veel moeilijker voor supersonische vliegtuigen om te voldoen. Dat komt omdat supersonische vliegtuigen de grote nieuwe motoren niet kunnen gebruiken, die de weerstand bij hoge snelheid aanzienlijk verhogen. Dat, beurtelings, heeft meer brandstof nodig om aan boord van het vliegtuig te worden vervoerd en tijdens de vlucht te worden verbrand, wat zowel zwaar als duur is. Eigenlijk, bij het ontwerpen van supersonische vliegtuigen, er moet een compromis worden gevonden tussen geluid en efficiëntie.

Positieve ontwikkelingen

Echter, enkele recente innovaties voor het verminderen van luchthavenlawaai op subsonische vliegtuigen zullen ook reducties opleveren voor supersonische voertuigen in vergelijking met het ontwerp van de Concorde uit de jaren zestig. Deze verbeteringen omvatten het gebruik van chevrons op straalmotoren om het geluid van de straalmotoren te verminderen door het gas uit de motor effectiever te mengen met de externe luchtstroom.

Ook, met de verbeterde snelheid en nauwkeurigheid van computersimulaties, het is nu gemakkelijker om nieuwe ontwerpen voor geluidsreducerende casco's te ontdekken.

Naast de technologische vooruitgang sinds de Concorde met pensioen ging, er hebben zich ook belangrijke veranderingen voorgedaan in de patronen van commerciële vliegreizen. specifiek, er is een aanzienlijke toename geweest in het gebruik van commerciële zakenvliegtuigen en hun eigendom door vermogende particulieren. Dus, een veelbelovende benadering voor de herintroductie van supersonische commerciële vliegtuigen is de ontwikkeling van kleine zakenvliegtuigen. Dit is de aanpak van Aerion.

De regels bijwerken

Technologie en marktkrachten maken supersonische vliegtuigen acceptabeler en betaalbaarder, maar de relevante luchtvaartregels zijn niet veranderd sinds het Concorde-tijdperk. In de Reauthorization Act van 2018, de FAA is verplicht om de voorschriften voor supersonische vliegtuigen te herzien op het gebied van geluidsgolven en luchthavenlawaai.

Onlangs, de huidige Amerikaanse regering heeft aangegeven de regels te willen wijzigen om supersonische commerciële vluchten mogelijk te maken. Een belangrijke eerste stap is dat de FAA het proces voor het testen van supersonische vliegtuigen vereenvoudigt.

Volgens mij, het huidige totale verbod op vluchten over land met supersonische snelheid is veel te beperkend. Vliegtuigen die met lage supersonische snelheden vliegen, genereren geen significante hausse. En, het NASA X-59-project kan resulteren in supersonische vliegtuigen met veel zwakkere gieken. In plaats van hausse volledig uit te bannen, het zou beter zijn om maximale giekniveaus in te stellen, om de voordelen van supersonische vlucht in evenwicht te brengen met de lawaaierige nadelen.

In aanvulling, Ik geloof dat de huidige regels voor luchthavengeluid, vereisen dat supersonische vliegtuigen niet luider zijn dan subsonische vliegtuigen, een onredelijke last opleggen aan ontwikkelaars van supersonische vliegtuigen. Eerst, zoals eerder gezegd, de Concorde biedt een precedent voor het maken van een speciaal geval voor supersonische vliegtuigen. Tweede, gedurende vele jaren na hun eerste herintroductie, het totale aantal supersonische vliegtuigen dat vanaf een luchthaven vertrekt, zal een klein deel van al het verkeer uitmaken. Bijvoorbeeld, een voor Aerion uitgevoerd onderzoek wees op een potentiële verkoop van 30 supersonische vliegtuigen per jaar gedurende 20 jaar in de kleinzakelijke markt. Regelgeving moet tegemoetkomen aan zowel wat supersonische vliegtuigtechnologie redelijkerwijs kan leveren als wat luchthavengemeenschappen zullen tolereren.

Momentum bouwt op door veranderingen in technologie en markt die supersonische commerciële vluchten terug kunnen brengen, als de regelgeving blijft. Hoewel het in eerste instantie misschien voor slechts een select aantal mensen betaalbaar is, de ervaring die is opgedaan bij het ontwikkelen en bedienen van deze vliegtuigen zal onvermijdelijk leiden tot nieuwe innovaties die de ticketprijzen doen dalen en de mogelijkheid om sneller dan de snelheid van het geluid te vliegen openen voor een breder deel van de samenleving.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.