NASA ve Lockheed Martin, imkansız gibi görünen bir şeyi hayata geçirmenin planlarını yapıyor. İki şirket, X-59 ismini verdikleri süpersonik uçak projesinde, sonik patlama gerçekleştirmeden, ses hızını aşabilen bir uçak inşa etmeye hazırlanıyor. Eğer bunu başarabilirlerse, bugüne kadarkinden çok daha hızlı ve sessiz süpersonik bir uçak ortaya çıkacak.
Kaliforniya’nın Lancaster Bölgesi’nin hemen dışında bulan bir çölde, Armstrong Uçuş Araştırma Merkezi’ne ait, hiç penceresi olmayan bir hangarda, havacılığı yeniden şekillendirebilecek bir uçak için son dokunuşları yapabilmek adına hummalı bir çalışma yürütülüyor. 1950’lerin bilimkurgu çizgi romanlarında gördüklerimizden bile daha çok fütürist bir görünüme sahip olan, iğne burunlu bir uçak, son derece keskin hatları, istikrarlı kavisler ve merkeze gizlenmiş dar bir kokpit ile ezberleri bozmaya hazırlanıyor. NASA ve Lockheed Martin tarafından tasarlanan ve üretilen bu hava aracının, geleceğin süpersonik (ses hızını aşan) uçağı olması hedefleniyor. Üstelik NASA ve Lockheed, bu uçak gökyüzü ile buluştuğunda, insanların, onun uçtuğunu bile fark etmeyeceğiniz bir geleceği düşlüyor.
X-59 QueSST (Quite SuperSonic Technology – Sessiz SüperSonik Teknoloji) seyir esnasında sonik patlama oluşturmadan sesten daha hızlı uçmak üzere tasarlanmış bir uçak.
Geleneksel bir süpersonik uçağın, seyir sırasında 100 desibelin üzerinde bir ses patlaması yaratması beklenir. Bu sesi, havai fişek gösterilerinde duyduğumuzdan çok daha yüksek ve keskin bir ses olarak özetlemek mümkün. Federal Havacılık İdaresi FAA tarafından, 1973’te ülkelerin kara parçaları üzerinde, ticari süpersonik uçuş gerçekleştirilmesinin yasaklamasına yol açan ses işte tam olarak buydu.
Ancak X-59, uçuş sırasında sonik patlamalara neden olan şok dalgalarını en aza indirerek, ses seviyesi 75 desibeli aşmayacak şekilde tasarlandı. NASA’ya göre bu, arabanın kapısını sert bir şekilde kapattığınızda ortaya çıkan bir gürültü ile eş değer.
Bu düşük gürültülü süper hızlı uçağı tasarlamak için NASA ve Lockheed Martin, aerodinamiğin temel ilkelerine geri döndü. Sonuçta, hem inanılmaz derecede gelişmiş hem de zarif bir görünüme sahip basit bir uçak ortaya çıktı.
Lockheed Martin’in X-59 Program Direktörü David Richardson: “Fiziğin ve aerodinamiğin bu ilkelerinin, zamanın başlangıcından beri var olduğu” görüşünde. “Tabiat Ana bunu görmek istiyor. Tıpkı kuşların mükemmel bir şekilde tasarlanması gibi, bu uçak da süpersonik olarak olabildiğince sessiz uçmak için mükemmel bir şekilde tasarlandı.” diyerek iddialarını net bir şekilde ortaya koyuyor.
Her iki şirketin de ortak amacı, X-59’un prototipi ilk kez gökyüzü ile buluştuğunda, ortaya çıkacak cılız “sonik gürültü”nün, FAA ve diğer otoriteleri, kara parçaları üzerinde süpersonik yolculu seyahatlerin gerçekleştirilmesi yasağının devrilebileceğine ikna etmek.
Bu dönüşüm eğer hayata geçebilirse, süpersonik seyahatin artık sadece savaş uçağı pilotları için olmadığı bir geleceğin kapısı açılabilir. NASA’nın X-59 QueSST programı başarılı olursa, Concorde uçaklarının 2003’te emekliye ayrılmasından bu yana ilk kez ses hızından daha hızlı yolculuk etmek mümkün hale gelebilir.
Şubat 2016’da tasarım çalışmalarına başlanan projede, uçağın tırmanma hızının 1.42 Mach (saatte 1510 km) ve seyir irtifasının 55,000 ft (16,800 m) olması hedefleniyor.
SES BİLİMİ
Sonik patlamanın nasıl gerçekleştiğini anlamak için, sesin temel fiziği hakkında biraz bilgi sahibi olmak gerekir. Ses aslında bir sıkıştırılmış hava dalgasıdır. Bunu, A noktasından B noktasına saniyede yaklaşık 340 metre hızla hareket eden görünmez bir titreşim gibi hayal edebilirsiniz. Uçak havada seyir halindeyken, önünde sıkışma etkisiyle oluşmuş basınçlı hava dalgalarını, tüm doğrultularda iter.
Ancak uçak, ses hızını aşıp süpersonik hızlara ulaştığı an, oluşturduğu bu basınçlı hava dalgalarından daha hızlı hareket etmeye başlar. Bu sebeple bu dalgalar birleşmeye başlar ve birleşen bu dalgalar, uçağın arkasında, insanların sonik patlama olarak algıladığı şok dalgalarını oluşturur.
Uçağın gövde yapısındaki herhangi bir büyük değişiklik, örneğin kokpitin öne çıkması veya kuyruğun uçağın arkasında ve daha dik konumlandırılması gibi detaylar, bir şok dalgası üretebilir. Oluşan şok dalgalarını en aza indirgemek için, uçağın şeklini değiştirmek ve uçağı, havanın içinde çok daha pürüzsüz ve akıcı hale getirmek gerekiyor. Uçağın tüm hatlarını yumuşatmalı ve olabildiğince uzun bir gövde inşa ederek tüm keskinlikleri gövde üzerine yaymalısınız.
İlgili Haber | Sonik Patlama Nedir? Nasıl Oluşur?
NASA ve Lockheed’in X-59 ile yaptığı da tam olarak bu. Uçak 30,35 metre uzunluğunda ve yalnızca bir yolcu taşıyor. Yaklaşık 10 metre uzunluğundaki burun, uçağın kabaca üçte birini kaplıyor ve sorunsuz bir şekilde geriye doğru kıvrılmış kanatlara ve arkada tek bir motora yol açıyor.
NASA’nın X-59 projesindeki akustik testleri yürüten teknik lider Larry Cliatt’a göre, uçağa ait tüm bu özellikler, havada üretilen şok dalgalarının oluşumunun engellendiğinden emin olunması için bir araya geliyor.
Cliatt, “[şok dalgalarını] paralel ve birbirinden ayrı tutmak istiyoruz. Böylece birleşerek yüksek sesli bir patlamaya yol açmalarını engelleyebiliriz” diyor. “Yani, havadaki bu hacimsel değişiklikleri, uçağın tüm gövdesi boyunca, çok kademeli hale getirerek uzatıyoruz.” diyerek daha anlaşılır bir şekle getiriyor.
Uçmanın yeni bir yolu
X-59 o kadar uzun ve güçlü bir aerodinamik yapıya sahip ki kokpitinde öne bakan bir pencere yok.
Bunun yerine pilot, uçağı uçurmak için NASA tarafından oluşturulan bir Harici Görüş Sistemi (External Vision System – XVS) kullanacak. XVS, uçağın ön tarafının gerçek zamanlı görüntüsünü oluşturmak için gövdenin üstünde ve altında iki kamerayı kullanıyor ve bu görüntüler bir HD ekrana yansıtılıyor. XVS ayrıca irtifa, hava hızı ve rota gibi verileri gösteren bir baş üstü ekran (head up display – HUD) görevi de yürütüyor.
Harici Görüş Sistemi’nin avantajı, kameralardan alınan gerçek görüntünün, bir savaş uçağındaki monokromatik baş üstü ekranında gördüğünüz türdeki verilerle birlikte sunulmasına izin vermesi. Sistem sayesinde pilotlar, normalde hiç bir kokpit penceresinde karşılaşmayacakları şekilde, ufukta yanıp sönen uyarılar veya renkli yazılar ile her şeyi bir arada takip edebilecek.
Larson: “Bunun herhangi bir pencereden farkı yok gibi görünüyor. Ancak aslında bu bir ekran olduğu için, bize bir pencerenin sahip olabileceğinizden çok daha fazla yetenek sağlıyor.” diyerek sistemin avantajlarını özetliyor.
Sonik Gütültü
NASA ve Lockheed Martin’in çabalarının sonucu, X-59 test etmeye başladığında göreceğiz. 2022’de Lockheed, her şeyin beklendiği gibi çalıştığından ve uçağın doğru hız ve irtifada uçtuğundan emin olmak için ilk uçuş testleri yapmaya başlayacak. Ardından, işi NASA devralacak ve 2023’te başlayacak akustik doğrulama testlerinde, uçağın oluşturduğu sonik patlamaların, tatmin edici seviyelerdeki sonik gürültülere dönüştürülebilmesi üzerinde çalışılacak.
Testin bu ikinci aşaması, X-59’un, onu arkadan takip edecek bir F-15 savaş uçağı ile birlikte uçurulmasını ve seyir esnasında ürettiği şok dalgalarının F-15 tarafından ölçümlenmesini içerecek. Belki de hepsinden daha etkileyici olanı ise NASA’nın şok dalgalarının görüntülerini schlieren tekniği ile fotoğraflaması olacak.Sesten daha hızlı hareket eden bir uçağı fotoğraflamak hiç de kolay bir iş değil.
Akustik test lideri Cliatt, X-59’un bir nevi Güneş tutulması yaratması gerektiğini söylüyor. Çünkü bu yöntemde Güneş, fon olarak kullanılıyor. Bu muhteşem görüntüleri elde edebilmek için, her şeyin mükemmel bir şekilde gerçekleşmesi gerekiyor. Bu da iğneye iplik geçirmek gibi zor ve dikkat gerektiriyor.
Ama asıl karara varılmasını sağlayacak detay ise sahadaki ses olacak. Akustik test aşamasında NASA, sonik darbeyi ölçmek ve amaçlandığı kadar sessiz olduğundan emin olmak için California’daki Mojave Çölü’nün 30 mil uzunluğundaki bir bölümüne bir dizi mikrofon yerleştirecek.
Ardından, 2024’te X-59’un toplumsal tepkisini ölçmek için Amerika Birleşik Devletleri’nde bir kaç şehir ve kasaba üzerinde uçuşlar gerçekleştireceği üçüncü test aşamasına geçilecek.
Tüm bu test turlarının sonunda NASA, süpersonik uçuşla ilgili kısıtlamaların kaldırılması amacıyla, elde ettiği tüm verilerini otorite ve kural koyucuların masasına bırakacak.
İlgili Haber | NASA’nın Süpersonik Uçağı X-59 İlk Kez Görüntülendi
1970’lerde Concorde uçmaya başladığında ve FAA kara parçaları üzerinde ticari süpersonik uçuş yasağını getirdiğinde, sorun gürültüydü. Ancak NASA, süpersonik uçakların konik patlama gürültüsü olmadan uçabileceğini ispatlayabilirse, yepyeni bir havacılık dünyasının kapılarını açabilir.
X-59, Dünya genelinde insanlara süpersonik yolculuklar gerçekleştirme fırsatının yeniden sunulmasının yolunu açabilir. Lockheed Martin’den David Richardson’a göre, insanların sesten hızlı seyahat edebilmesi 2035’i bulabilir. “Ancak bu, oyunun kurallarının da değişeceği anlamına gelir. Sesten hızlı uçma talebi sadece üst düzey tüketicilerden değil, toplumun genelinden geliyor. Herkes, olabildiğince erken şekilde, bu hizmete yeniden ulaşabilmek istiyor” diyor.
Göz açıp kapayıncaya kadar
X-59, geriye doğru süpürülmüş kanatları ve metrelerce uzanan burnu ile uçaktan çok dev bir dart görünümüne sahip. Tüm ekip, aralıksız şekilde uçağın ilk uçuşu için hazırlanıyor.
NASA’dan Larry Cliatt, bu noktaya gelmek için uzun bir yol kat ettikleri görüşünde. Bütün bunlar, ilk uçuş sırasında gerçeğe dönüşecek bir hayal gibi görünüyor. “İlk uçuşun yapılacağı gün, tüm çalışmalarımızın karşılığını aldığımızdan emin olmak için, X-59’dan gelecek ilk sonik darbeyi görmeyi bekleyen, verilere bakan çok sayıda insanımız olacak” diyor. “Biliyorsunuz, bu göz açıp kapayıncaya kadar gerçekleşecek. Bir sonik patlama 200 milisaniye uzunluğundadır. Ve tüm bu çalışmalar aslında 200 milisaniye ile ilgili.” diyerek durumu özetliyor.
