از سال ۲۰۰۳ که کنکورد بازنشسته شد ، کمپانی های بزرگ هواپیماسازی هم چون بوئینگ ، Dassault و گلف استریم ، همگی پروژه های طراحی و ساخت هواپیماهای مافوق صوت را پیگیری کردند اما هیچ کدام مدلی قابل پرواز ارائه ندادند و از طرفی ، بسیاری شرکت ها ، در اتتظار آن هستند که FAA و سایر مقامات فعال در زمینه هواپیمای مسافری ، در قوانین مربوط به سر و صدای ناشی از پرواز جت های مافوق صوت بازنگری کنند اما شرکت AERION بر خلاف رقبای خود در انتظار وقوع چنین چیزی نبوده و نیست فعالیت این کمپانی در زمینه طراحی و ساخت جت های تجاری مافوق صوت یا به اختصار SBJ بوده که قرار است تحویل آن به مشتریان در سال ۲۰۲۱ به انجام رسد AERION در صدد است با ساخت هواپیماهای مافوق صوت که ضمنا مصرف سوخت مناسب و کارایی بالایی داشته باشند ، بتواند در چهار چوب مقررات موجود فعالیت کرده و به اهداف خود برسد
چالش ها در مورد پروازهای مافوق صوت را باید در مسائل آیرودینامیکی جستجو کرد و اینکه مولکول های هوا از اطراف هواپیمای در حال پرواز حرکت می کنند
مدیریت هوا و جریان آن در اطراف هواپیما ، به خصوص هنگامی که سرعت وسیله به سرعت صوت نزدیک می شود کاری دشوار است با هجوم جریان هوا به قسمت بالا و پایین بال ها ، نیروی کششی که هواپیما برای برخاستن از زمین نیاز دارد ایجاد می شود اما همین جریان ، خود ایجاد کننده مقاومتی بوده که ناشی از اصطکاک بین مولکول های آن و بدنه است میزان مقاومت ، با افزایش سرعت اضافه می شود هر چه هواپیما سریع تر پرواز کند هدایت آن در هوا دشوارتر بوده و میزان مصرف سوخت آن نیز افزایش پیدا می کند با عبور سرعت پرواز از سرعت صوت یا ۱۲۲۴ کیلومتر بر ساعت ، مشکل دوم بروز می کند موج های فشار وارده به دماغه و دم هواپیما باعث ایجاد انفجارات صوتی یا شکستن دیوار صوتی که به آن سونیک بوم (Sonic Boom) می گویند ، می شود
بر خلاف تصور اشتباه ، شکست دیوار صوتی فقط زمانی روی نمی دهد که سرعت هواپیما از سرعت صوت بیشتر شود چون هواپیما مادامی که با سرعت های مافوق صوت در حال پرواز است چنین موج های فشاری را که باعث بروز صداهای انفجار مانند می شود ایجاد می کند منتهی افرادی که هواپیما در حال عبور از بالای سر آنهاست ، فقط یک بار صدای انفجار صوتی را می شنوند این صدا ، برای افرادی که در شعاع ۴۰ کیلومتری قبل و بعد از عمل پرواز قرار دارند ، قابل شنیدن است
امروزه مقامات هوایی کشورهای مختلف ، مقررات متفاوتی را در مورد میزان صدای تولیدی هواپیما در حین پرواز فرود و صعود وضع کرده اند به طور مثال "ایکائو" یا سازمان بین المللی هوانوردی تجاری و همین طور آژانس U.N که مسئوولیت حفظ استانداردهای بین المللی هوانوردی را عهده دار است ، مانع از پرواز هواپیماهای تجاری مافوق صوت که صدای آنها از روی زمین قابل شنیدن است می شوند اما از نظر فنی و تکنیکی ، محدودیتی برای پرواز آنها تدوین نکرده اند مقرارت در آمریکا ، پرواز با سرعت صوت را صراحتا ممنوع می کند )(کمپانی های خصوصی پروازهای فضایی از این قاعده مستثنی هستند ) در مورد کنکورد ، پرواز آن در نقاطی انجام می گرفت که مقرارت مربوط به صوت وجود نداشت و به همین دلیل بیشتر مسیرهای پروازی آن روی اقیانوس ها بود البته پرواز با هواپیما های مافوق صوت ، آن هم به گونه ای موثر روی مسیرهای خشی ، می تواند از نظر اقتصادی تبدیل به کاری ماندگار شود
در حال حاضر ، بسیاری از مهندسین به گونه ای کاملا جدی و فشرده مشغول کار روی کاهش چشمگیر شدت صداهای انفجار صوتی هستند که چنانچه FAA اندکی در قوانین خود تعدیل به عمل آورد ، امکان دستیابی به آن میسر است سازمان ناسا ، با ههمکاری نورپ روپ گرومن و دارپا ، اقدام به انجام آزمایش های پروازی با یک بدنه اصلاح شده هواپیما با نام Shaped Sonic Boom Demonstrator کرده اند که به میزان زیادی ، صدای انفجاری ناشی از صوت را کاهش می دهد شرکت گلف استریم نیز نوک تیز آرم یا Quiet Spike را به ثبت رسانده که در حقیقت ، یک تیر و میله تلسکوپی است که در طول پرواز با سرعت صوت از قسمت دماغه هواپیما خارج می شود این امر ، شکسته شدن موج های شوک صوتی اولیه و تبدیل آنها به انواع کوچکتر را باعث می گردد و بدین ترتیب میزان صدای تولیدی آرام تر می شود
مقامات AERION استدلال می کنند علیرغم آنکه چنین ایده ها و مفاهیمی باعث کاهش صدای تولیدی می شوند اما تاثیری روی میزان مصرف سوخت ( که اهمیت آن زیاد است ) ندارند مدیر بخش آزمایش های این شرکت می گوید ، هم شکل بدنه هواپیمایی باید تجربه مقاومت بالاتری را در مقابل عبور جریان هوا نسبت به آنهایی که کمترین مقاومت را ایجاد می کنند داشته باشد و بدین لحاظ ، کمپانی مذکور فلسفه متفاوتی را در رابطه با طراحی بدنه مد نظر قرار داده : نباید در مورد صدای تولیدی و میزان آن نگران بود فقط کافی است که کارآمدترین هواپیمای مافوق صوت جهان را ساخت !
مهندسین AERION برای طراحی و ساخت چنین هواپیمایی ، نمونه ای را ارائه داده اند که در گذشته انجام آن برای طراحان هواپیما کاری دشوار بود بین اتمسفر و بدنه هواپیما ، یک لایه نازک از هوا به نام لایه مرزی وجود دارد هنگامی که هیچ گونه آشفتگی در این لایه وجود ندارد و جریان آرامی از هوا ، اطراف آن در حال عبور است ، مهندسین به آن Laminar می گویند در اغلب هواپیما ها ، چنین وضعیتی پایدار نبوده و سرعت ، تبدیل به حالت توربولانس یا آشفتگی می ود که این آشفتگی ، در مقابل عبور جریان هوا ایجاد مقاومت می کند بنابراین هر چه هواپیما در حالت Laminar طبیعی یا NFL بیشتر باقی بماند می تواند پرواز موثر تر با میزان مصرف سوخت کمتر به خصوص در سرعت های بالا را تجربه کند
در سال های دهه ۱۹۷۰ میلادی مهندسین وضعیت NFL را با دقت بیشتری تحت مطالعه قرار داده و به این مهم پی بردند که می توان با تغییر طراحی قطعات مختلف هواپیما ، از مزیت بروز و پایداری NFL بیشتر استفاده کرد از آن به بعد ، سازندگان هواپیما از جمله بوئینگ ، Dassault فرانسه و ارباس ، در طرح های خود به این مهم توجه داشته اند منتهی نه به صورت خیلی جدی و گسترده . AERION اولین کمپانی هواپیما سازی بوده که آن را به عنوان مهمترین اولویت در دستور کار ساخت هواپیماهای مافوق صوت قرار داده است
با تغییر محل استقرار بال ها و شکل قطعات بیرونی و آشیانه موتور ، مهندسین AERION موفق به بهینه سازی NFL به میزان ۶۰ درصد در اسکلت و بدنه هواپیما های جت مسافری شخصی شده اند چنین دستاوردی در زمینه راندمان و افزایش آن در هواپیماهای مافوق صوت را باید مهمترین مورد در طراحی هواپیما توسط AERION به حساب آورد و آن یعنی بال های که فاقد هر گونه زاویه و انحرافی هستند بر خلاف سایر هواپیماهای مافوق صوت که بال های دلتاشکل آنها رو به عقب خمیدگی پیدا کرده بال های نازک SBJ که حالت جلو آمده دارند تقریبا به صورت عمود بر بدنه اصلی هواپیما هستند چنین بال های در مقایسه با بال های کنکورد ، در مصرف سوخت ، راندمان بالاتری را به خصوص در سرعت های بالاتر از صوت دارند
مهندسین کنمپانی AERION با استفاده از تونل باد و قرار دادن مدل های واقعیدر آن و همینطور سیمولاتور ( دستگاه شبیه ساز) اقدام به اصلاح روی طرح SBJ یا جت های تجاری مافوق صوت کرده اند از دیگر اقداماتی که آنها انجام داده اند نصب ایرفول یا قطعات آیرودینامیکی روی جنگنده F-15 برای اندازه گیری وضعیت عملکرد آنها بوده است
انجام این آزمایش ها و نتایج بدست آمده از آنها ، منجر به ساخت هواپیمای شد که از نظر راندمان در دو سرعت پروازی ، بهینه سازی شده است ؛ سرعت کمتر از صوت و سرعت بیشتر از صوت . در پرواز روی اقیانوس ها SBJ می تواند با سرعت ۱۷۰۰ کیلومتر بر ساعت پرواز کند و بنابراین می تواند فاصله لندن تا نیویورک را فقط در ۴ ساعت بپیماید اما از آنجای که SBJ هنوز تولید صداهای انفجاری می کند لذا سرعت پرواز آن روی قاره آمریکا نمی تواند بیش از ۱۰۴۰ کیلومتر بر ساعت باشد چنانکه طول سفر بین دو قاره را به میزان بیش از یک ساعت کاهش می دهد یک جت تجاری که روی قاره آمریکا پرواز می کند دارای سرعت کروز حدود ۸۸۵ کیلومتر بر ساعت است
مهندسین AERION انتظار دارند اولین سری جت های مافوق صوت خود را در سال ۲۰۲۱ به مشتریان تحویل دهند و این زمانی است که ایکائو ، تا حدودی استانداردهای صوتی را در رابطه با خاک اصلی اورپا تعدیل خواهد کرد در حال حاضر حدود ۵۰ مشتری ، تفاهم نامه خرید را امضاء و مبلغ ۲۵۰ هزار دلار برای رزرو هر فروند آن به عنوان پیش پرداخت واریز کرده اند
منبع : gizmag