NASA заказало систему предупреждения об акустическом ударе

NASA заключило с Rockwell Collins контракт на разработку системы отображения акустического удара для перспективного сверхзвукового пассажирского лайнера, говорится в сообщении американской компании. Новая система будет представлять собой дисплей в кабине пилотов, на который будет выводиться информация о точной точке в пространстве, в которой самолет преодолеет звуковой барьер. Такая система потребуется для обеспечения безопасности полетов над населенными пунктами.

Новая система будет учитывать основные данные об условиях окружающей среды и параметрах полета перспективного сверхзвукового самолета, включая температуру и плотность воздуха, влажность и другие состояния атмосферы, влияющие на достижение звукового барьера. Система также будет учитывать данные о местоположении самолета над поверхностью земли. С использованием всей полученной информации курс самолета будет рассчитываться и отображаться на дисплее таким образом, чтобы точка прохождения звукового барьера и дальнейший маршрут после нее не находились над населенным пунктом.

Звуковым барьером называется явление образования ударных волн на передней кромке летательного аппарата, движущегося со скоростью звука или быстрее. При сверхзвуковом обтекании газовым потоком самолета фронт ударной волны постоянно образуется на передних кромках его аэродинамических поверхностей. Из-за перепада скачкообразного увеличения давления на фронте ударной волны наблюдатель на земле после пролета самолета на сверхзвуке слышит сильный хлопок, похожий на взрыв.

При полетах на малой высоте ударная волна может приводить к различным разрушениям на земле, травмированию людей. В среднем давление акустического удара составляет около пяти тысяч паскалей. В начале 1970-х годов во время военного конфликта с Сирией и Египтом Израиль использовал акустический удар в качестве одного из методов психологического воздействия — израильские летчики на истребителях F-4 Phantom II выполняли сверхзвуковые полеты над городами неприятеля на малых высотах.

NASA занимается разработкой технологий пассажирского сверхзвукового самолета в рамках проекта HSCT. Он стартовал в 1990 году и был закрыт в 1999-м, поскольку сверхзвуковая гражданская авиация к этому времени, несмотря на существование лайнеров Concorde и Ту-144, не смогла занять существенную долю пассажирских авиаперевозок. В начале 2010-х годов проект NASA возобновился. Исследователи посчитали, что уровень современных технологий позволяет создать самолет, который сможет перевозить людей быстрее и безопаснее существующих лайнеров.

В частности, в рамках проекта HSCT опытовый истребитель F/A-18 Hornet, принадлежащий NASA, выполнил в 2014 году серию сверхзвуковых полетов. Самолет был оборудован измерительной аппаратурой. Целью его полетов был более полный сбор данных о прохождении звукового барьера и полете на сверхзвуковой скорости. Инженеры NASA совместно с компаниями Boeing и Lockheed Martin намерены создать планер самолета такой формы, чтобы при полете на сверхзвуковой скорости она приводила к возникновению акустического удара меньшей интенсивности. Для этого в 2014 году NASA также провело исследования «приемлемой интенсивности акустического удара», в котором приняли участие простые американцы.

В этом исследовании, которое проводилось в два этапа, людям давали прослушивать различные записи акустических ударов в специальной камере, оценивая их громкость  Затем на специальном полигоне над этими же людьми на сверхзвуковой скорости выполняли полеты различные типы аппаратов с измененной аэродинамической формой планера. Респонденты также должны были оценить громкость акустических ударов. Параллельно производились и инструментальные замеры громкости. Интенсивность акустических ударов измерялась в «воспринимаемом уровне шума в децибелах» (PNdB, Perceived Noise Level).

Для сверхзвукового пассажирского самолета Concorde показатель PNdB составлял около 105. В NASA считают приемлемым акустический удар на уровне 75 PNdB. Конечной целью проекта NASA является создание «тихого» сверхзвукового пассажирского самолета, приемлемый шум которого не превышал бы 70 PNdB.