מדע העל-קול: מהי מעוף קולי, מדוע קונקורד הסתיים והאם הוא יחזור?

תחבורה על קולית (SST) היה חלום שהפך למציאות, ואז הפך שוב לחלום. תחרות המלחמה הקרה פירושה ששנות החמישים והשישים ראו את רוסיה, ארה'ב, בריטניה וצרפת מתחרות על תרגום הטכנולוגיה העל-קולית לטיסה מסחרית. שני האחרונים יצאו בסופו של דבר בראשם, בצורת הארוך והמקור של הקונקורד. טיסות מלונדון לניו יורק ארכו לפתע פחות מ -3.5 שעות; עתיד הנסיעה האווירית היה כאן.

ואז זה נעלם. מאז 2003, לא היה תחבורה על-קולית. הטכנולוגיה הפכה, שוב, לנחלתם של מטוסים צבאיים וניסיוניים. אז מה קרה? מדוע התחבורה העל-קולית לא הייתה ברת קיימא, והאם היא עשויה לחזור?

מהי טיסה על קולית?

מטוס קולי הוא מטוס שיכול, בפשטות, לטוס מהר יותר ממהירות הקול - בערך 1,235 קמ'ש (767 קמ'ש). השימוש הנפוץ ביותר בטכנולוגיה זו הוא ללא ספק בצבא, כאשר מטוסי קרב מיועדים לרוב להופיע במהירות קולית.

טיסה על קולית היא אחת מארבע מהירויות טיסה, הרשימה המלאה היא תת קולית, טרנסונית, על קולית והיפסרונית. כשמדברים על מהירויות מטוסים ביחס למהירות הקול משתמשים במערכת המאך. מאך 1 הוא מהירות הצליל. נמוך ממאך 1 הוא תת קול, גבוה יותר ממאך 1 הוא קולי.

כשאתה עולה מעל מאך 5 (מהיר פי חמש ממהירות הקול) אתה מגיע למהירויות היפרסוניות. טרנסוניק נמצאת בערך סביב מאך 1, ובמהירות זו המטוס עשוי למצוא את עצמו עם מגוון מהירויות של זרימת אוויר.

לברוח מטרקוב לשחק עם חברים

(למעלה: טופולב רוסיה טו -144)

תחבורה על-קולית (SST) לציבור שבמרכזה שני מטוסים: הקונקורד האנגלו-צרפתי וטופולב טו -144 הרוסי. שניהם עברו טיסה ראשונה לקראת סוף שנות השישים והוכנסו לנסיעות מסחריות לקראת סוף שנות השבעים. לאחר התרסקויות במהלך הבדיקה, המטוס הרוסי ניהל 55 טיסות נוסעים בלבד לפני שיבקע. זה הפך את קונקורד למטוס ה- SST היחיד עד פרישתו בשנת 2003.

איך עובדת טיסה על קולית?

כדי שהטיסה העל-קולית תעבוד, המטוס צריך לנוע ולקיים מהירויות מהר יותר ממאך 1 (מהירות הקול).

ראה צוותים קשורים של נאס'א עם אובר להשקת צי מוניות חשמליות מעופפות מהי מערבולת? פתיחת אחת משאלות הפיזיקה במיליון דולר נאס'א משחררת אוצר של סרטוני טיסה ניסיוניים החל משנות הארבעים

העיצוב של מטוס קולי הוא, כפי שהייתם מצפים, מסובך למדי. במונחים רחבים, המטוס צריך להתמודד עם כמויות עצומות של גרור אווירודינמי ולכן דורש צורה יעילה; דרך להתמודד עם כמויות גדולות של חום הנגרמות מחיכוך; ומנוע חזק המספק המון דחף.

כיצד להעלות גופן למסמכי

לדוגמא, קונקורד הצליחה לנהל מהירויות שיוט של מעט יותר ממאך 2. היא השתמשה במנוע הטורבו-ג'ט 593 של אולימפוס, יחד עם מבערים לאחרים כדי להזרים דלק נוסף לצינור הסילון, ולהגביר את הדחף בזמן ההמראה. סגסוגת אלומיניום שימשה לשמירה על חום הנגרם על ידי חיכוך - תוך שמירה על דברים בסביבות 127 מעלות צלזיוס.

(למעלה: קונקורד, עם האף הצנוח)

קרא הבא: מהי מערבולת? פורום את אחת משאלות מיליון הפיזיקה

מבחינת הצורה, העיצוב האיקוני של הקונקורד הקיף גוף ארוך ודק, כמו גם אף נפול שאפשר להוריד אותו להמראה ולנחיתה - מה שדרש זווית התקפה גבוהה, כלומר הרמה תלולה או טאצ'דאון - והוגבה כדי להגדיל התייעלות במהלך טיסה על קולית. הכנפיים היו בעלות צורה של דלתא (משולשת ומעוקלת) - המותאמות לזרימת אוויר במהירות גבוהה.

מדוע המסע העל-קולי הגיע לסיומו?

בתחילת המאה ה -21 נותרה רק קונקורד כמטוס על-קולי מסחרי. בקרוב זה יסתיים - עם הטיסה האחרונה של המטוס בשנת 2003.

מדוע SST פיטר? ביולי 2000 מטוס קונקורד התרסק זמן קצר לאחר ההמראה מפריס-שארל דה גול והרג את כל 109 האנשים בטיסה וכן ארבעה אנשים על הקרקע. אף שזו הייתה התאונה הקטלנית היחידה שקרתה לקונקורד, פירוש הדבר שהקו היה מקורקע עד נובמבר 2001. עד אז הענף נפל כלכלית בעקבות פיגועי 11 בספטמבר.

גם ללא אירועים אלה, SST התמודד עם ערימת אתגרים. ההיקף העצום של בום קולי, כאשר המטוס פרץ את מאך 1, הספיק כדי לשבור את חלונותיהם של אנשים במפלס הקרקע. פירוש הדבר שהטיסה העל-קולית הייתה אפשרית רק מעל האוקיאנוסים, מה שהגביל את הביקוש לשירות. היו גם חששות סביבתיים חמורים, שבמרכזם נזק שצי SST - שנסע בגבהים גבוהים מאוד - עלול להוות לשכבת האוזון. יעילות דלק נמוכה גם הגבילה את היקף הנסיעות, כלומר ניתן היה להשתמש בו באמת לנסיעה טרנס-אטלנטית.

יש גם העובדה שהתחבורה בקונקורד הייתה יקרה ביותר, כאשר הכרטיסים הלוך ושוב הגיעו לשיאים של כ -12,000 $ (9,000 £).

הוסיפו את כל זה, וקונקורד לא היה הגיוני כלכלי. התאונה הטרגית של שנת 2000 אולי הפילה את ספירלת המטוס כלפי מטה, אך הסיבה האולטימטיבית ש- SST התפרקה הייתה מכיוון שהוא לא הרוויח מספיק כסף כדי לשמור על עלויותיו הגבוהות.

אמנם ישנן הצעות שחברות כמו Boom Supersonic יכולות לסמן חזרה ל- SST, אך חברות אלה יצטרכו להתמודד עם אותן השאלות שהטרידו את קונקורד בשנים האחרונות שלה - כיצד ניתן להרחיב את הנסיעות העל-קוליות כדי לשמור עליה באוויר?

טיסות על קוליות מהירות יותר מקונקורד יכולות לצאת לדרך מוקדם ממה שאתה חושב

טיסה על-קולית מסחרית הושתתה מאז שקונקורד ביצעה את נסיעתה האחרונה, אך דיווחים חדשים מצביעים על נסיעות אוויריות מהירות במיוחד.

כיצד לשלוח תמונות על

לפי מוגול השוק , ובמקור נאסף על ידי Insider Insider חברת המטוסים Boom Supersonic קיבלה 76 הזמנות מראש לבום XB-1 הקרוב שלה. המטוס העל-קולי אמור להגיע למהירות של 2,715 קמ'ש (1,687 קמ'ש) - מהיר משמעותית מ -2,179 קמ'ש בקונקורד (1,354 קמ'ש) - ויכול להסיע 55 נוסעים בין לונדון לניו יורק תוך שלוש שעות ורבע שעה.

(למעלה: XB-1 של בום סופרסוניק)

ה- XB-1 מוצג על ידי יוצריו כמהיר יותר, קטן יותר ושקט יותר מקונקורד, ככל הנראה מתוכנן שלא ליצור את הבום הקולי הקולני של האחרון, ששיבש אנשים בדרכו הטיסה. בום סופרסוניק גם יצטרך להוכיח כי המטוס החדש בטוח יותר - ביולי 2000 הרגה קונקורד של אייר פראנס 113 בני אדם לאחר שהתרסק, מה שהוביל לדעיכתה ולסיומה של קונקורד.

Boom Supersonic הודיעה כי היא שואפת להחזיק גרסה קטנה יותר של ה- XB-1 לבדיקה עד סוף 2018, כאשר המטוסים בגודל מלא יפעלו עד 2025. מכשול גדול לכל אלה הוא העובדה שנסיעה אווירית על-קולית כרגע אינה חוקית בגלל ארצות הברית, מה שהופך את לונדון לניו יורק לטיול הרבה יותר קשה למשוך.

אם החוק הזה יבוטל הוא יכול היה לסמן חזרה לטיסה על קולית מסחרית. הנה מסביר על מה זה נסיעה על-קולית, ולמה זה הגיע לסיומו בשנת 2003.