Cómo es el X-59, el avión supersónico y silencioso que la NASA está construyendo

Una de las razones por la que los aviones supersónicos no vuelan más es por el gran ruido que hacían al romper la barrera del sonido. Así, aeronaves como el mítico Concorde o el ruso Tupolev 144 que habían nacido para revolucionar la aviación, dejaron de atravesar los cielos del mundo a comienzos del nuevo siglo 21.

Ahora, el nuevo avión supersónico X-59 de la NASA, llamado también “hijo del Concorde” está realizando sus últimas pruebas para volar a la velocidad del sonido, pero sin emitir elevados niveles de ruido.

El X-59 QuessT (”Quiet SuperSonic Technology o tecnología silenciosa supersónica) es un jet experimental que tiene como objetivo reducir la cantidad de estampido sónico producido por los aviones que rompen la barrera del sonido.

En lugar del estruendo que sacude el suelo producido por los chorros que alcanzan la velocidad del sonido, o Mach 1, se espera que el X-59 solo genere un golpe similar al sonido de la puerta de un automóvil cercano que se cierra de golpe, es decir, solo 75 decibeles de nivel percibido (PLdB). Para poner en contraste estos números, una conversación se sitúa en unos 60dB, mientras que una aspiradora alcanza los 90dB.

Lockheed Martin, que está construyendo el avión a través de sus instalaciones de fabricación de aeronaves avanzadas Skunk Works en Palmdale, California, compartió un video esta semana que muestra el X-59 saliendo del hangar luciendo casi listo para probarse en los cielos.

Como se puede apreciar en el video, el avión tiene todo el fuselaje completo y ensamblado. Entre sus dimensiones se encuentran 29 metros de largo y una superficie alar de 9 m. Su peso máximo de despegue será de 14.700 kg y se estima que la aeronave será capaz de alcanzar una velocidad crucero de Mach 1.42 (1510 km/h) a 55.000 pies de altura (16.800 m). De su diseño poco convencional, se destaca de un fuselaje largo y angosto y canards (alerones laterales) para evitar que las ondas de choque se fusionen mediante la reacción física llamada coalescencia.

Los ingenieros que lo desarrollaron estiman que la explosión o estampido sónico que produzca debería pasar a sentirse como un golpe de aproximadamente 75 decibelios de nivel percibido, en comparación con los 105-110 decibelios de nivel percibidos que se experimentaban con el avión Aérospatiale/BAC Concorde. Y mientras está en vuelo, solo aportará 60 decibelios percibidos desde tierra.

La ciencia define al “estampido sónico” o también conocido como “explosión sónica”, como el sonido producido por un objeto al sobrepasar la velocidad del sonido.

Mientras un avión viaja a velocidades inferiores a las del sonido (velocidades sub-sónicas), el aparato va comprimiendo el aire en su parte frontal, y esto provoca que mientras más rápido viaja, más resistencia exista a su avance, lo que hace que cada vez sea más difícil aumentar la velocidad, es por esta razón que a la velocidad del sonido se la denominó “barrera del sonido”. Las ondas sonoras van solapándose una a otras cada vez más mientras más rápido viaja el avión.

Pero en un avión supersónico, en el instante en que la aeronave sobrepasa la velocidad del sonido, estas ondas quedan detrás del aparato (pues viajan más lento) y todas las ondas comprimidas son las que se escuchan como una explosión.

Así, toda la energía que instantáneamente se convierte en sonido, provoca una bajada en la presión que provoca que el vapor de agua se condense muy rápidamente formando gotas muy pequeñas que se pueden ver como una nube alrededor del aparato.

La nueva estrella de la NASA nace del programa Low Boom Flight Demonstrator (LBFD), que, como su nombre lo indica, busca demostrar que es posible volar a velocidades supersónicas sin el característico estruendo.

En febrero de 2016, la NASA le otorgó a la división Skunk Works de Lockheed Martin un contrato sobre el diseño preliminar de una aeronave de este tipo y en 2017 comenzaron a evaluar un modelo a escala del avión, de aproximadamente el 9% de su tamaño real, dentro del túnel de viento supersónico del Centro de Investigación John H. Glenn en Cleveland, Ohio.

El modelo a escala fue probado a velocidades entre Mach 0,3 a Mach 1,6 con el fin de comprender la aerodinámica del diseño del avión, así como también los aspectos de su propulsión.

Las primeras partes del avión fueron manufacturadas en noviembre de 2018 y en mayo de 2019 comenzaron a llegar a la planta de producción de Lockheed Martin. En junio de ese año se comenzó el ensamblado del avión y en agosto de 2019, el Sistema de Visibilidad Externa del avión comenzó a ser probado.

En el año 2020 se completó con el ensamblado inicial de las alas y nariz, y en 2021, pilotos de prueba de la NASA comenzaron a realizar pruebas en vuelo del Sistema de Navegación Geoespacial de Integración de Ubicación Aérea (ALIGNS), diseñado para mejorar el posicionamiento aéreo en vuelo supersónico.

Su construcción y vuelo final busca recopilar la suficiente información para determinar la viabilidad y aceptabilidad de volver a introducir aeronaves comerciales supersónicas para el transporte aéreo de pasajeros, algo que desapareció tras el retiro del Aérospatiale/BAC Concorde en el año 2003.

Las imágenes muestran la geometría única del X-59, que presenta una sección de morro afilada y extendida que mide 11,5 metros de largo. Sin embargo, debido a la longitud de esta sección de la nariz, los pilotos que vuelen el X-59 no podrán ver con precisión desde el frente de la cabina, que ni siquiera cuenta con un parabrisas orientado hacia adelante.

Para remediar esto, el jet experimental cuenta con lo que la NASA llama un Sistema de Visión Externa, o XVS, que es esencialmente un sistema de video de circuito cerrado que consta de una cámara orientada hacia adelante y una pantalla montada en la cabina frente al piloto del X-59. El sistema utiliza “software de procesamiento de imágenes personalizado y sistemas de cámara para crear una vista de realidad aumentada de la línea de visión delantera del piloto X-59 junto con superposiciones de datos gráficos de vuelo”.

Ahora que el X-59 está ensamblado, los equipos de la NASA y Lockheed Martin realizarán pruebas en tierra para garantizar que el avión esté seguro y listo para volar.

Una vez que esté listo para las pruebas de vuelo, el avión volará sobre áreas residenciales para analizar cómo reacciona la gente en tierra a su estampido sónico reducido planificado. Una vez que los datos estén disponibles, la NASA los pasará a las agencias reguladoras como la Administración Federal de Aviación (FAA) para buscar la aprobación para vuelos supersónicos comerciales.

Los vuelos supersónicos sobre tierra y dentro de cierta distancia de la costa de Estados Unidos están prohibidos desde 1973, según la FAA. Pero ahora, con el posible éxito del X59, la NASA espera desarrollar aeronaves que permitan un vuelo supersónico más silencioso, lo que algún día podría reducir a la mitad los tiempos de los viajes aéreos en el mundo.

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