החייאת הטיסה העל-קולית: עיצוב כנף חדשני יכול לעזור להתמודד עם אתגרים

This post is also available in: English (אנגלית)

הפיזיקה לפיה עובדת טיסה על-קולית גורמת לטיסה שכזאת להיות מוגבלת מאוד בשל ההשלכות שלה, הכוללות חלונות מנופצים ותנודות קשות שנגרמות על ידי בומים על-קוליים.

כנפי מטוס טיפוסיות מבוססות על חוק ברנולי: עילוי המטוס נגרם מזרימת אוויר מהירה יותר מעל הכנף שגורמת ללחץ נמוך יותר, ומולה זרימת אוויר איטית יותר מתחת לכנף שיוצרת לחץ גבוה יותר. עם זאת, ככל שמתקרבים למהירות הקול, נוצרים גלי הלם הגורמים לירידה בעילוי ולרטט חזק הפוגע במטוס. כתוצאה מכך, הופסקה הטיסה העל-קולית המסחרית לפני מספר שנים. כעת, מדענים מה-Northwestern Polytechnical University בסין גילו דרך להפחית את ההשפעות של תופעות כאלה, ולסלול את הדרך לחזרתה של טיסה על-קולית מסחרית.

צוות המחקר הציע כי הפתרון לתופעות אלו הוא הצבת חורים בצורה אסטרטגית בכנפי המטוס. הניסויים שלהם, שכללו הדמיות מחשב ובדיקות מנהרת רוח, הגיעו למסקנה כי הצבת חורים בכנף מפחיתה גלי הלם ואת הרטטים הנגרמים מהם. יתר על כן, התגלתה עלייה של מעל 10% ביעילות אווירודינמית, על פי Interesting Engineering. חורים אלה נפתחים רק כאשר המטוס עובר את מהירות הקול, כך שלפני שהוא מגיע אליו, המטוס יכול לפעול כמו מטוס רגיל. לחורים בתוך הכנף יש משאבת אוויר בתוכם, אשר מפחיתה את תנודות הכנפיים על ידי התאמת עוצמת זרם הסילון, ומגבילה את תחושת הרטט. למרות שדבר זה גורם לאובדן קל בכוח העילוי, הירידה בכוח הגרר גורמת ליחס עילוי/גרר גבוה יותר כולל.

בנוסף למאמצי צוות המחקר, שעדיין בתהליכי ניסוי, צוותים אחרים ברחבי העולם מנסים למצוא פתרון יעיל שיאפשר טיסה על-קולית. רק השנה צפויה נאס"א לערוך ניסוי טיסה של המטוס העל קולי שלהם, X-59, אותו יצרו בשיתוף פעולה עם חברת לוקהיד מרטין.

מעניין להמשיך לעקוב אחר מאמצים אלה ולראות מה מחכה לעתיד הטיסה העל-קולית.

המחקר של הצוות פורסם בכתב העת Acta Aerodynamica Sinica.