W słynnych lockheedowskich zakładach Skunk Works w kalifornijskim Palmdale zaprezentowano samolot doświadczalny X-59 QueSST (Quiet SuperSonic Technology). Transmitowaną przez internet ceremonię poprzedził ogromny – jak to mówi współczesna młodzież – hype. Zarówno Lockheedowi Martinowi, jak i NASA zależało na stworzeniu wrażenia, iż zaczyna się nowa era w historii lotnictwa. Teraz pozostało nam tylko czekać na pierwszy lot, który jeszcze niedawno zapowiadano na rok 2023.

– To wielkie osiągnięcie, możliwe wyłącznie dzięki ciężkiej pracy i pomysłowości NASA i całego zespołu X-59 – powiedziała zastępczyni administratora NASA Pam Melroy. – W kilka krótkich lat przeszliśmy od ambitnej koncepcji do rzeczywistości.

X-59 QueSST powstał w ramach realizowanego przez NASA projektu Low-Boom Flight Demonstrator. Ma weryfikować możliwość zniwelowania do znośnych poziomów gromu dźwiękowego powstającego w locie z prędkością Mach 1 i wyższą. Kształt płatowca z ekstremalnie wydłużonym nosem i niewielkimi płetwami po bokach powinien sprawić, że fala dźwiękowa nie osiągnie zbyt wysokiego natężenia. W uproszczeniu: fale powstające na poszczególnych elementach płatowca nie będą się łączyć w jedną, ogłuszającą ludzi na ziemi.



QueSST ma się wznieść w powietrze z kalifornijskiej Edwards Air Force Base, przy której działa Armstrong Flight Research Center – jeden z głównych ośrodków badawczych NASA. Po „zwyczajnych” lotach próbnych badających zachowanie samolotu w powietrzu, a następnie lotach naddźwiękowych na poligonie przy bazie Edwards, agencja planuje rozpocząć w 2025 roku trzecią fazę testów: loty nad miejscowościami w Stanach Zjednoczonych. W ten sposób będzie można zebrać zarówno obiektywne, jak i subiektywne dane, które pozwolą (a przynajmniej taka jest nadzieja) przetrzeć drogę dla nowych przepisów, które dopuszczą wykonywanie lotów komercyjnych z prędkością naddźwiękową ponad lądem. Zakaz obowiązujący w Stanach Zjednoczonych od kilkudziesięciu lat wprowadzono właśnie ze względu na nieznośny poziom hałasu.

Lockheed zapewnia, że X-59 zamiast gromu dźwiękowego będzie wytwarzać „delikatne buchnięcie”. X-59 na 55 tysięcy stóp, czyli 16 800 metrów, lecący z prędkością Mach 1,4 powinien być słyszany na ziemi jako nie głośniejszy niż trzask zamykanych drzwi samochodowych.



Początki programu sięgają roku 2016. Skunk Works otrzymały kontrakt w sprawie zaprojektowania i budowy X-59 w kwietniu 2018 roku. Rok później zaprezentowano koncepcję samego QueSST-a i mogących powstać na jego podstawie „cichych” naddźwiękowych samolotów pasażerskich. Zasadniczy montaż płatowca demonstratora zakończył się już w październiku 2021 roku, a na początku roku 2022 płatowiec z powodzeniem zaliczył próby wytrzymałości strukturalnej.

Próby te zorganizowano w zakładach w Fort Worth w Teksasie. Samolot trzeba więc było przewieźć na dystansie 2200 kilometrów w gustownym niebieskim opakowaniu chroniącym przed uszkodzeniami i działaniem żywiołów. Co ciekawe, w płatowcu zainstalowano także czujniki, które podczas lotu będą na bieżąco informowały pilota o powstających naprężeniach.

Tak ambitny projekt wymagał oczywiście zastosowania innych nietypowych rozwiązań. Wraz z wydłużonym nosem rzuca się w oczy brak przezroczystego wiatrochronu kabiny pilota. Aby spełniać swoją funkcję, musiałby on mieć długość ponad 5 metrów. Zamiast tego QueSST będzie więc dysponować dwiema kamerami o wysokiej rozdzielczości i ekranem w kabinie; instalacji tej nadano nazwę eXternal Vision System (XVS). Zasadniczo niezbędne będzie działanie obu kamer, ale w sytuacji awaryjnej jedna ma wystarczyć, aby pilot bezpiecznie sprowadził samolot na ziemię.



Silnik F414-GE-100 opracowano specjalnie dla X-59, ale oczywiście nie od zera. Jest to wersja rozwojowa F414-GE-39E stosowanego w Gripenach E/F, w której zmodyfikowano między innymi instalację paliwową i oprogramowanie kontrolujące pracę jednostki napędowej.

Zaletą silnika 39E jest przede wszystkim optymalizacja jego pracy do działania w układzie jednosilnikowym. Ograniczone miejsce w płatowcu wymusiło jednak wprowadzenie potencjalnie ryzykownej zmiany: usunięcie szyn montażowych. Dzięki nim włożenie silnika do Gripena jest stosunkowo proste, a mechanicy nie muszą się obawiać, że oś ciągu będzie odchylona od osi podłużnej samolotu. W X-59 technicy muszą o to zadbać ręcznie.

Płatowiec ma 29 metrów długości i rozpiętość 9 metrów. Maksymalna masa startowa wyniesie 14 700 kilogramów. Zakładana prędkość maksymalna to Mach 1,5, ale strukturę płatowca zaprojektowano tak, aby wytrzymywała loty z prędkością Mach 2,5. Zasadniczą architekturę kabiny wraz z fotelem wyrzucanym i kopułką zaczerpnięto z samolotu szkolno-treningowego T-38 Talon, podwozie – z myśliwca F-16 Fighting Falcon, a drążek sterowy według niepotwierdzonych informacji – z F-117 Nighthawka. Jedynie 10% elementów opracowano od zera.

Mimo że program jest realizowany przez NASA pod kątem rozwoju techniki samolotów komunikacyjnych, X-59 QueSST może w dalszej perspektywie czasowej wpłynąć także na świat samolotów wojskowych. „Cichy grom dźwiękowy” mógłby być szczególnie interesujący dla maszyn szkolno-treningowych. Ich projekt nie musi być równie bezkompromisowy jak samolotów bojowych, nie musi być podporządkowany wymogom niskiej wykrywalności, a dzięki obniżeniu poziomu hałasu mogłyby wykonywać swoje zadania, nie narażając się lokalnym społecznościom.



Należy jednak mieć na uwadze, że nawet stuprocentowy sukces programu X-59 nie sprawi, że komercyjne loty naddźwiękowe zaraz staną się normą. Do przezwyciężenia jest mnóstwo innych wyzwań technicznych, określanych zbiorczo skrótowcem APSE (aero-propulso-servo-elastic). Prowadzone dotąd symulacje wskazują na potencjalnie szkodliwe zależności między sztywnością strukturalną płatowca, jego niestabilnością aerodynamiczną, systemami odpowiadającymi za sterowanie i kontrolę napędu oraz masą. Najprościej rzecz ujmując: łatając jedną dziurę, inżynierowie mogą mimowolnie tworzyć dwie kolejne.

Zgodnie z hype’ową atmosferą w Skunk Works rzeczywiście jesteśmy u progu nowej ery, ale QueSST może jedynie sprawić, że zbliżymy się do tego progu jeszcze bardziej. O ile w ogóle da się go przekroczyć – najpewniej uczynią to konstrukcje, które pojawią się w ślad za X-59.

Zobacz też: Rep. Środkowoafr.: Polowania na czarownice w cieniu wojny

materiały prasowe NASA i Lockheeda Martina