Cómo jet de negocios de una empresa podría marcar el comienzo de una nueva era de viajes aéreos supersónicos.
Por Clay Dillow
Aerion Jet El cuerpo de un jet de negocios supersónico de Aerion se hará a partir de materiales compuestos y aluminio. Cortesía Aerion
En una tarde de octubre de 2003, un avión Concorde desciende de un cielo de nubes moteadas y aterrizó en el aeropuerto londinense de Heathrow. El avión había despegado del aeropuerto internacional JFK de Nueva York acaba de horas tres años y medio antes, llevando a 100 personas que habían venido a celebrar el fin de una era. Desde 1976, el avión supersónico había volado miles de pasajeros de todo el mundo a velocidades superiores a Mach 1.0- la velocidad del sonido, pero este sería el último vuelo comercial del Concorde. Al atardecer, la era de los viajes supersónicos de pasajeros rodó a una parada completa, donde ha permanecido desde entonces.
Jubilación del Concorde a menudo se atribuye a un accidente en el que murieron 113 personas, poco después de despegar del aeropuerto Charles de Gaulle de París, en 2000. En realidad, más exitoso avión de pasajeros supersónico del mundo simplemente no fue del todo exitoso. Por un lado, no tenía permiso para volar a velocidades supersónicas más de los Estados Unidos y partes de Europa, ya que produce explosiones sónicas ruidosos. Y su ala delta icónica no produjo elevación apreciable a velocidades más bajas, por lo que sus diseñadores compensa con el empuje de cuatro, motores masivos turborreactores postcombustión de combustible hambre.
" Concorde era una exquisita pieza de ingeniería", dice Doug Nichols, el director general de Aerion, una firma aeronáutica avanzadas basadas en Reno, Nevada. "Pero hubo compensaciones. Necesitabas este enorme avión para llevar todo el combustible necesario para transportar 100 pasajeros una distancia relativamente corta. Fue un fracaso económico por cualquier estándar comercial - caso comercial ".
Hasta 12 pasajeros podrían caber en la cabina 3o pies, que también contará con una galera. Cortesía Aerion
Esa lección no se perdió en la industria aeroespacial. Aunque Boeing, Dassault y Gulfstream han perseguido proyectos supersónico aviones con los ingenieros trabajando en silencio en los diseños, no se han comprometido a poner un avión en el aire. En lugar de ello, muchas empresas están a la espera hasta que la Administración Federal de Aviación (FAA) y de otras autoridades de aviación civil a través de las regulaciones sonic boom mundo de reescritura.
A diferencia de sus competidores, Aerion no está esperando a que eso suceda. Se activa el desarrollo de un jet de negocios supersónico (SBJ) para la entrega de sus primeros clientes en 2021. Mediante la construcción de un avión que es a la vez eficaz y capaz de volar a velocidades supersónicas, Aerion es atreverse reguladores y el mercado para ponerse al día.
Los desafíos que rodean el vuelo supersónico se remontan a la aerodinámica básicas : cómo fluye el aire alrededor del avión. Gestión de flujo de aire que es especialmente problemático como un avión se aproxima a la velocidad del sonido. Cuando el aire se precipita sobre y debajo de las alas del avión, que proporciona la elevación del plano tiene que conseguir de la tierra. Pero el aire también crea fricción como la fricción se acumula entre el mismo y el exterior del avión. Arrastre aumenta con la velocidad. Cuanto más rápido el plano viaja, más difícil es para empujar la nave a través del aire y más combustible los motores del avión tienen que volar una distancia dada.
Airfoil Designs La primavera pasada, Aerion y la NASA han colaborado para poner a prueba supersónicos diseños aerodinámicos del FLN en la Base Aérea Edwards. Montaron una superficie de sustentación del sensor recubierto en la parte inferior de un F- 15 y volaron a velocidades de hasta Mach 2.0. Cortesía Aerion
Como un avión supera Mach 1.0, surge un segundo problema: Para agravar las ondas de presión en la nariz y la cola del avión producen explosiones estruendosas de los auges de sonido sónico. Contrariamente a la creencia popular, los estampidos sónicos no se producen únicamente cuando un avión atraviesa la barrera del sonido, un avión genera estas ondas de presión, siempre y cuando está volando a velocidades supersónicas. Aunque una persona oye el boom de una sola vez cuando el avión pasa por encima, que es audible a cualquier persona debajo de toda la trayectoria de vuelo del jet de hasta 25 millas por cada lado.
Hoy en día, varias autoridades de aviación regular estampidos sónicos de los aviones comerciales de forma diferente. La Organización de Aviación Civil Internacional (OACI), la agencia de la ONU responsable de mantener las normas internacionales de aviación, que actualmente prohíbe la aeronave desde la creación de explosiones sónicas que se pueden detectar en el suelo, pero no técnicamente prohíben el vuelo supersónico. Las regulaciones en los EE.UU. prohíben rotundamente vuelo a velocidades superiores a Mach 1,0. (Compañías de vuelos espaciales privados están exentos.) La investigación realizada por la NASA y la OACI puede conducir algún día a un estándar basada en el ruido cuantitativo para supersónica del vuelo, una que define lo mucho auge es demasiado, pero ese día aún está lejos.
El Concorde evitó el problema al operar supersónicamente sólo en los lugares donde las regulaciones sonic boom no se aplican, por lo general sobre un océano. Pero los aviones supersónicos que vuelan muy rápido y de manera eficiente en las rutas por tierra también puede ser comercialmente viable. Además, muchos ingenieros han estado trabajando para reducir la intensidad de sonic booms - un enfoque que podría ser viable si la FAA relaja sus reglas. Con Northrop Grumman y DARPA, la NASA pasó vuelos de prueba de un fuselaje modificado llamado el Shaped Demostrador Sonic Boom que amortigua el sonido de una explosión sónica. Gulfstream patentó el Quiet Punto- un pico telescópico que se extiende desde la nariz de un avión durante el vuelo supersónico para romper la onda de choque primaria en los más pequeños, lo que hará que los auges más tranquilo.
Aerion sigue una filosofía de diseño diferente : construir el avión supersónico más eficientes del mundo.
Aerion argumenta que, si bien estos conceptos bajo la pluma frente al problema del ruido, no resuelven el problema de la eficiencia del combustible, que es tan importante para el éxito comercial. "Cualquier avión -boom forma va a experimentar mayor resistencia que la más baja posible solución de arrastre ", dice el director de pruebas de Aerion Jason Matisheck. La compañía sigue una filosofía de diseño diferente : No te preocupes por el boom, sólo construir el avión supersónico más eficientes del mundo.
Para crear una nave supersónica ultra-eficiente, ingenieros Aerion se han aprovechado de un tipo de flujo de aire que en el pasado era considerado demasiado difícil para los diseñadores de aeronaves para trabajar. Entre existe la atmósfera y el fuselaje de una región delgada de aire conocida como la capa límite. Cuando la capa es imperturbable, que fluye de manera limpia y sin problemas alrededor de la nave, los ingenieros describen como laminar. En la mayoría de aviones, que se convierte rápidamente en el flujo turbulento, lo que produce la turbulencia arrastre. El flujo laminar más natural (FLN) que mantiene un plano, la forma más eficiente el avión puede volar, especialmente a altas velocidades.
En la década de 1970, los ingenieros comenzaron a examinar más de cerca NLF. A través de una serie de experimentos, los ingenieros como Aerion director de tecnología Richard Tracy y Bruce J. Holmes, CEO de NextGen AeroSciences y un veterano de la NASA, descubrieron que los ingenieros aeronáuticos podrían aprovechar NLF mediante el rediseño de componentes de aeronaves. Desde entonces, los fabricantes de aviones como Boeing, Dassault y Airbus han incursionado en NLF, explorando sus límites prácticos, así como su integración en sus conceptos y diseños. Aerion es la primera compañía para que sea una prioridad para la eficiencia de vuelo supersónico.
El Concorde debutó como un avión de pasajeros en 1976 y tenía una velocidad máxima de 1.350 mph. Rob Garbarini / Getty Images
Al alterar la colocación de las alas y de las formas de los componentes exteriores y las góndolas de motor, los ingenieros Aerion optimizados NLF a través de casi 60 por ciento de la armadura de avión del SBJ. Este compró suficiente eficiencia durante el vuelo supersónico de lo que Holmes describe como la innovación más importante en el diseño de Aerion : un ala sin barrer. A diferencia de otros aviones supersónicos, cuyas alas delta con forma de barrer hacia atrás abruptamente hacia la cola, alas finas del sbj sobresalen casi perpendicularmente desde el fuselaje. Alas sin barrer proporcionan una mejor eficiencia de combustible millas por galón que las alas de la Concorde, que fueron optimizados para el vuelo supersónico, pero eran terriblemente ineficiente a velocidades subsónicas.
Ingenieros de la compañía perfeccionaron el diseño del SBJ en simulaciones y modelos a escala en túneles de viento. También adjuntan planos aerodinámicos de un F -15 y medir su desempeño en el cielo de California. Todas estas pruebas llevaron a una nave que estará óptimamente eficiente en dos velocidades : uno por encima de Mach 1.0 y uno justo debajo de él diferentes. Durante los océanos, la SBJ volará hasta aproximadamente 1,056 millas por hora con la suficiente rapidez para que sea desde Nueva York a Londres en tan sólo cuatro horas. Pero debido a que el SBJ seguirá generando explosiones sónicas, volará a Mach 0,98 (647 millas por hora) a lo largo de los EE.UU. continentales, lo que podría recortar más de una hora de un viaje transcontinental. (A típicos cruceros jet de negocios en torno a los 550 kilómetros por hora.) Arriba y abajo de la costa, todavía podría hacer uso de su velocidad supersónica desde el mar abierto.
Ingenieros Aerion esperan entregar los primeros aviones supersónicos a clientes de todo 2021- por el tiempo de un proyecto de norma de la OACI podría permitir algún grado de estampido sónico sobre el continente europeo. Ya, a unos 50 clientes han firmado cartas de intención y depositado los 250.000 dólares necesarios para reservar uno de los aviones. Una vez SBJ de Aerion comienza a volar en el espacio aéreo EE.UU. - y tal vez operan a velocidades supersónicas en Europa y en otros lugares - la FAA podría ser persuadido para seguir el liderazgo de la OACI y permitir el vuelo supersónico en el país también.
Nichols, Tracy, y el resto del equipo Aerion no apuestan por un cambio en las regulaciones de la FAA. Boom o ninguna pluma, Aerion tiene la intención de volar.
Este artículo apareció originalmente en la edición de febrero 2014 de Popular Science .
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