Huvudbild: En konstnärs koncept för X-59 QueSST. Kredit: Lockheed Martin

Det kan dramatiskt minska körtiden, men supersonisk flygresor finns knappt. Men det är nu en ny tävling att producera den första "Concorde" för det 21: a århundradet tack vare ny teknik som gör det möjligt för flygtekniker att övervinna den enda sak som hittills gjort supersoniska flygresor oanvändbara: Sonic Boom.

Cue NASA och dess försök att återuppliva den banbrytande serien av experimentella X-plan som sträcker sig tillbaka till Bell X-1, där Chuck Yeager blev den första mannen för att bryta ljudbarriären 1947.

  • Har du en lysande idé för nästa stora tekniska innovation? Ange vår Tech Innovation for Future-tävlingen och du kan vinna upp till £ 10,000!

Vad är en Sonic Boom?

Vi flyger fortfarande med samma hastigheter som först uppnåddes på 1960-talet eftersom supersonisk flygresor aldrig blev överkomliga, eller hur? Det är delvis sant, men ett annat stort problem med lyxflygplanet Concorde var dess mycket högljudda sonic boom - omkring 130 decibel - som kunde höras av någon under den medan den färdades med supersoniska hastigheter.

Shockwaves formar runt flygplan som reser med ljudets hastighet. Kredit: NASA

(Bild: © NASA)

En sonisk boom är en shockwave. När något reser sig snabbare än ljudets hastighet - 717mph - bildar shockwaves runt näsan, sprider sig bort från flygplanet och hörs på marken som en sonisk boom. För Concorde var det faktiskt en dubbel sonisk boom, och därför var det inte tillåtet för Concorde att flyga vid supersoniska hastigheter över land. Det flög mestadels över Atlanten mellan London / Paris och New York, och aldrig över Europa, Asien, Nordamerika eller någon annan landmassa.

Vad gör NASA?

“Återkomsten av supersonisk passagerarflyg har varit en bakgrundsoperation sedan grundandet av Concorde,“ säger flygforskare Paul Kostek, senior systemingenjör vid Base2 Solutions och en ledande medlem av Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Faktum är att NASA nyligen slog ett avtal med det franska nationella rymdforskningscentret ONERA för att samarbeta om forskning som förutsäger var soniska bommar kommer att höras som supersoniska flygplan flyga överhead.

X-59 QueSST kommer att resa vid 940mph. Kredit: NASA

(Bild: © NASA)

“Detta partnerskap visar att det finns intresse för supersonisk resa över hela världen,” säger Jaiwon Shin, NASAs associerad administratör för flygteknik. “Att lösa problemet med irriterande soniska bommar kunde i slutändan sänka restiden till världsomspännande destinationer i hälften.” Syftet med forskningen är att förutsäga exakt var soniska bommar kommer till marken.

NASAs nya X-plan

De experimentalflygplan som utvecklats för NASA av 247,5 miljoner US-dollar (NASA) av Lockheed Martins Skunk Works-anläggning - skapare av det legendariska SR-71 Blackbird-rekognoseringsflygplanet som flög vid Mach 3 för US Air Force - kommer att kryssa på 55 000 fötter med en hastighet av cirka 940mph och skapa “ett ljud ungefär lika högt som en bil dörr stängning“ i stället för en vanlig sonisk boom, enligt NASA.

“NASA och Lockheed Martin börjar vindtunnelprovning av QueSST-designen,“ säger Kostek. Förväntas att flyga år 2021, kommer QueSST-designen att flyga som Low Boom Flight Demonstration (LBFD), med målet att eliminera sonisk boom. “Detta kommer att uppnås genom gradvis ökning av trycket runt flygplanet och minskning av chockvågorna när flygplanet passerar genom supersonisk hastighet,” säger Kostek.

X-59 QueSST kommer att flyga över samhällen i USA. Kredit: NASA


(Bild: © NASA)

Så hur och varför händer detta nu? Det är nere på ny materialteknik. “Tillkomsten av kompositer har förbättrat möjligheten att bygga denna nya generation av supersoniska flygplan,“ säger Kostek. “Former - kropp, näsa, vingar - som inte var möjliga med titan kan nu göras med hjälp av kompositteknik.“ NASA säger planetens särpräglade form - speciellt dess långa näsa och mycket svepade vingar - kommer att göra soniska bommar till "sonic thumps".

QueSST-testen

Från 2022 kommer NASA att utföra flygprov i ett försök att bevisa att den tysta supersoniska tekniken fungerar som designad och från 2023 till 2025 kommer den att flyga X-59 QueSST över flera amerikanska städer med supersoniska hastigheter. Det kommer då att undersöka folket som bor under flygvägarna och se om / hur mycket flygningarna irriterade dem. De data som de samlar in kommer att överföras till amerikanska och internationella tillsynsmyndigheter med tanke på nya ljudbaserade regler kring supersonisk flygning över land.

Det är avgörande, för all supersonisk resa över land är för närvarande förbjuden. Förutom att försöka lösa de tekniska problemen måste NASA göra fallet för att uppdatera internationell rätt.

Kan X-59 QueSST slå bommen? Kredit: NASA

(Bild: © NASA)

Baby boomer

Det är inte bara NASA som arbetar med bomlösa supersoniska flygplan. Ett annat sådant plan är Baby Boom, Boom Technology's XB-1 Supersonic Demonstrator, som nu byggs i Colorado. En 55-sits kommersiell supersonisk flygplan, det skulle kunna göra resan från London till New York på bara tre timmar med hastigheter på Mach 2.2 eller 1.451 mph - det är snabbare än Concorde.

“Boom arbetar med ett experimentellt testbäddsflygplan, som kommer att användas för att bevisa koncept och eliminera och begränsa ljudbommen,“ säger Kostek. Japan Airlines och Virgin Group är tidiga investerare, den tidigare har förbeställt 20 Baby Boom-flygplan.

Baby Boom stöds av Virgin och Japan Airlines. Kredit: Boom Technology

(Bild: © Boom Technology)

Vad gör Boeing?

Boeing är en annan planbyggare med mönster för att bryta ljudets hastighet. “Boeing har också meddelat att ett konceptkoncept är i arbete för ett Hypersonic (Mach 5) flygplan,“ säger Kostek. Mach 5 är en jättestor 3.836 mph, och Boeing hävdar att ett hypersoniskt personbilar som detta skulle kunna nå nästan var som helst i världen inom en till tre timmar.
Hur det slår bommen är lite av en fuska. “Planen är att flygplanet ska flyga högre, till 95 000 fot i motsats till den nuvarande verksamheten vid 45 000 fot,“ säger Kostek. Om det någonsin blir luftburet kommer det inte att vara i minst 20 år.

Boeings designkoncept för ett passagerarbärande hypersonisk flygplan. Kredit: Boeing

(Bild: © Boeing)

Boeing utvecklade tidigare X-51 Waverider, ett obemannat forskningsscramjet experimentflygplan för hypersonisk flygning vid Mach 5.

“Vi är glada över hypersonisk teknikens potential att ansluta världen snabbare än någonsin tidigare,“ sade Kevin Bowcutt, senior teknisk kollega och chief scientist of hypersonics hos Boeing. “Boeing bygger på en grund av sex decennier av arbete som utformar, utvecklar och flyger experimentella hypersoniska fordon vilket gör oss rätt företag att leda ansträngningarna för att få denna teknik att marknadsföras i framtiden.“

Är supersonisk luftfart ekonomiskt genomförbar?

Även om det verkligen kommer i någon form - Virgin Galactics rymdturismsplan nått nyligen till Mach 1.9, trots allt, kommer supersonisk resa sannolikt att vara begränsad till specialflyg, lyxig affärsresa och nationell säkerhet och inte kommersiell massa. Teknologiklyftan kan fyllas av NASA, och den soniska bommen elimineras, men det är fortfarande liten fråga om flygbiljetter - trots allt är den stora flygverksamheten byggd på låga priser.

“Finansiella problem kommer att drivas om dessa flygplan någonsin blir framgångsrika på marknaden,“ säger Kostek. “Hur mycket kommer passagerarna att vara villiga att betala för för snabbare resor?”

Techradar s Nästa Up-serien kommer till dig i anslutning till ära

  • Tror du att du har den bästa innovationsidean? Då kan du vinna 10 000 £!