En 1947, el primer indicio que tuvieron los espectadores en el aeródromo militar de Muroc, California, de que se había roto la barrera del sonido fue un ruido similar a un trueno, o la explosión de una bomba.
Era el noveno vuelo a motor del avión experimental Bell X-1 y, a bordo, el piloto luchó con los controles mientras la estabilidad de la nave fluctuaba a medida que aumentaba la velocidad.
la leyenda de la X aviones de los Estados Unidos nació mediados de los 40 y floreció hasta la década de 1960, cuando los aviones cohete volaron al limites del espacio.
Los vuelos de aviones de última generación como el X-1 y el X-15 allanaron el camino para los eventuales triunfos del programa Apolo y los primeros pasos de Neil Armstrong en la Luna. El más rápido de los aviones X llevaría a sus pilotos humanos a más de seis veces la velocidad del sonido.
Ahora, en 2023, el último avión X, el avión X-59QuéSST (Quiet SuperSonic Technology), tiene como objetivo repetir una hazaña lograda por el primer X-plane: romper la barrera del sonido nuevamente. Solo que esta vez, si todo va según lo planeado, nadie en el suelo se dará cuenta.
avión silencioso
En 1973, el gobierno de los Estados Unidos prohibió los vuelos supersónicos comerciales sobre el país. Con esa prohibición, y otras parecidas, desapareció el negocio de aviones como el Concorde.
Eso podría estar a punto de cambiar si años de investigación sobre cómo crear un boom sónico silencioso llegan a buen puerto. La NASA y “Skunk Works” (el seudónimo oficial de los Programas de Desarrollo Avanzado del fabricante de aviones Lockheed) están tratando de construir un avión con esta característica.
El Bell X-1 fue el primer avión X en lograr un vuelo supersónico.
A pesar de los avances en el modelado por computadora y la tecnología del túnel de viento, todavía es demasiado arriesgado construir un avión supersónico silencioso sin evidencia real de que la tecnología funcionará.
“Creo que el X-59 podría ser significativo”, dice Christopher Combs de la Universidad de Texas en San Antonio. “Estás demostrando por primera vez con un vehículo del mundo real que puedes hacer explosiones sónicas silenciosas, y eso puede abrir la puerta para que la industria comercial comience a construir aviones como este”.
El X-1 parecía un avión diseñado para romper la barrera del sonido. Tenía forma de bala con dos alas rectas (cuando se diseñó, los diseñadores de aviones estadounidenses no habían entendido completamente las ventajas de las alas en flecha, como la reducción de la resistencia) y un motor de cohete.
El X-59, similar a un caza, es una respuesta mucho más elegante y rentable a un problema complicado. El avión reutiliza piezas de otros aviones, incluido el tren de aterrizaje de un caza F-16, la capota y el asiento eyectable de un avión de entrenamiento supersónico T-38 mucho más antiguo y parte del sistema de motor utilizado en el avión espía U. -2.
Todo en el X-59 está diseñado para crear un estampido sónico silencioso en el punto de prueba de Mach 1,4 (1074 mph) a 16 800 metros, que es el rango en el que es probable que vuele un avión comercial.
Hará esto minimizando la cantidad de ondas de choque que salen de la aeronave y extendiéndolas más ampliamente a través de la estructura del avión para evitar que se conviertan en un fuerte estallido.
El piloto de investigación de la NASA, Bill Dana, posa frente al X-15,
El largo morro del avión (que con 12 metros equivale a un tercio de la longitud total del avión) está diseñado para separar las ondas de choque que salen del morro de las que produce el ala.
Los motores están por encima del ala, en lugar de por debajo como en el Concorde, por lo que las olas no llegan al suelo. La parte inferior del avión también es inusualmente suave para un avión; esto es para minimizar la cantidad de ondas de choque que produce.
pilotos humanos
El nuevo avión X también será pilotado por un humano en lugar de una computadora, para ayudar a generar confianza en las comunidades sobre las que vuela.
El avión cuenta con el llamado sistema de visión digital eXternal (XVS). Este sistema usa una cámara de alta definición en la nariz y otra debajo para crear una pantalla para el piloto que es el equivalente a una ventana que mira hacia adelante.
“Siempre bromeamos con que el X-1 rompió la barrera del sonido y ahora estamos tratando de arreglarlo”, dice Catherine Bahm, directora de proyectos de Demostrador de vuelo de pluma baja (LBFD).
El X-15 todavía tiene el récord del avión tripulado más rápido de la historia, a pesar de que voló por primera vez hace más de 60 años.
“Su explosión sónica no será lo suficientemente fuerte como para que la gente lo note. Será como un trueno distante, o la puerta del coche de tu vecino cerrándose, sonidos que se mezclan con la vida cotidiana”.
Sin embargo, para que una nueva era de aviones de pasajeros supersónicos sea económicamente viable, los aviones deberán poder volar a velocidades supersónicas, por ejemplo, desde aeropuertos en América del Norte hasta Europa.
“Entonces, no son solo los estándares de EE. UU. los que buscamos cambiar: son los estándares globales”, agrega Bahm.
integración de ideas
Para algunos, construir un avión X que produzca un estruendo silencioso está muy lejos de los días gloriosos de romper la barrera del sonido. Significa que la aviación es una tecnología madura que se ha quedado sin grandes ideas nuevas. Otros no están de acuerdo.
“La integración de nuevas ideas o nuevas tecnologías es parte integral de lo que se trata con el X-59”, dice Christian Gelzer, historiador jefe del Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la NASA.
Al igual que la recopilación de datos del mundo real. “Los ingenieros que están trabajando en el X-59 quieren la información por la misma razón que los que trabajaron en el X-1”, dice Gelzer. “Están tratando de averiguar si pueden predecir cómo será un avión sin haberlo construido.
“Nadie ha construido algo como esto antes”.
Antes de los aviones X, los científicos que trabajaban para el Comité Asesor Nacional para la Aeronáutica (Naca), el precursor de la NASA, realizaron sus investigaciones en túneles de viento y con aeronaves modificadas, construyendo una reputación mundial de calidad.
En 1973, el gobierno de los Estados Unidos prohibió los vuelos supersónicos comerciales sobre el país.
Luego, en la década de 1930, todo cambió. El experto en aerodinámica John Stack describió su idea de un avión de investigación a gran escala especialmente diseñado capaz de alcanzar Mach 1, la velocidad del sonido.
Diez años más tarde, Stack y un pequeño grupo de ingenieros trabajaron para convertir esta idea en un diseño para un vehículo de prueba de alta velocidad.
Lo que era un proyecto no oficial creció en importancia a medida que comenzaron a crecer los rumores de experimentos con aviones y cohetes alemanes. La USAAF (Fuerza Aérea del Ejército de los EE. UU.) se enteró del proyecto y quería un cambio importante: el avión tenía que ser propulsado por un motor cohete.
Los aviones propulsados por motores de cohetes pueden parecernos ridículos, pero eran ideales para romper la barrera del sonido porque tenían una aceleración y velocidades mucho más altas que los aviones a reacción del mismo tamaño.
laboratorio volador
El vuelo supersónico actual se basa en lo que el X-1 enseñó a los ingenieros sobre el flujo de aire supersónico, el rendimiento de los materiales a altas velocidades y las formas más efectivas de propulsión, así como los datos que proporcionó sobre cómo el vuelo supersónico afectó la fisiología humana.
Los vuelos de aviones de última generación como el X-1 y el X-15 allanaron el camino para los eventuales triunfos del programa Apolo y los primeros pasos de Neil Armstrong en la Luna.
“El vuelo estable en un régimen subsónico ha estado ocurriendo desde los hermanos Wright y de repente tienes un avión que has diseñado para superar estas velocidades”, dice Combs. “Eso realmente distingue al X-1 como uno de los aviones más impresionantes jamás construidos. Es un gran hito que realmente pone el listón muy alto para el resto de los aviones X”.
La edad de oro de los aviones X alcanzó su apogeo a fines de la década de 1950, con el primer vuelo del X-15 estadounidense en 1959. “El X-15 fue un gran proyecto, dominó todo e hizo cosas extraordinarias”, dice. Gelzer.
Era un demostrador hipersónico y todavía tiene el récord del vuelo hipersónico tripulado más rápido. Entre 1959 y 1968, el X-15 demostró que se podía ir al espacio y volver, sin necesidad de una cápsula con paracaídas. Voló ocho de sus 12 pilotos hasta el borde del espacio y de regreso.
Sin embargo, detrás del glamour de la carrera espacial, el X-15 era esencialmente un laboratorio volador Se escribieron unos 765 trabajos de investigación, analizando cosas tales como los efectos biomédicos del vuelo de alta g y la ingravidez, los problemas de control y estabilidad en vuelo y de reentrada, el rendimiento de las estructuras de aeronaves a temperaturas muy altas y la precisión del viento. túneles
“El X-15 generó un montón de investigación, pero una de las cosas que realmente se pasa por alto es lo que nos enseñó sobre los factores humanos”, explica Amy Shira Teitel, autora de “Breaking the Chains of Gravity: The Story of Spaceflight Before Nasa “.
“Aprendimos mucho sobre cómo entrenar a los pilotos que vuelan vehículos no convencionales y cómo enseñar a los pilotos cómo lidiar con ir mucho más allá de lo normal”.
¿Comienzo de una nueva era?
Gran parte de esta investigación sigue siendo relevante hoy en día, particularmente cuando se trata de vuelos hipersónicos. “Definitivamente hubo lecciones aprendidas de ese programa de las que todavía hablamos, como cómo maniobrar a velocidad hipersónicadice Combs, cuyo propio laboratorio tiene un túnel de viento hipersónico.
El programa X-15 fue cancelado en diciembre de 1968 después de 199 vuelos. A esto le siguió una nueva generación de aviones X. En lugar de aviones cohete tripulados diseñados para ir más alto y más rápido, los nuevos aviones X a menudo no estaban tripulados y estaban diseñados para resolver problemas técnicos específicos y poco atractivos, y no han logrado captar la atención del público.
Los aviones cohete como el X-1 y el X-15 eran simplemente difíciles de seguir. “Tenías a este puñado de pilotos volando a los confines del espacio y estaban a la vanguardia de esta nueva era”, dice Teitel. “Hubo un…
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