طائرة أسرع من الصوت(النقل الأسرع من الصوت)

english SST
Concorde fuel efficiency comparison
Aircraft  Concorde Boeing 747-400
Passenger miles/imperial gallon 17 109
Passenger miles/US gallon 14 91
Litres/passenger 100 km 16.6 3.1

نظرة عامة

النقل الأسرع من الصوت ( SST ) عبارة عن طائرة مدنية أسرع من الصوت مصممة لنقل الركاب بسرعات أكبر من سرعة الصوت. حتى الآن ، كانت الأجهزةSTST الوحيدة التي ترى الخدمة المنتظمة هي كونكورد وتوبوليف توبوليف 144. كانت آخر رحلة للركاب من طراز توبوليف 144 في يونيو 1978 ، وكانت آخر مرة قامت بها ناسا في عام 1999. آخر رحلة تجارية لشركة كونكورد كانت في أكتوبر 2003 ، حيث كانت آخر عبارة محمولة جواً في 26 نوفمبر 2003. في أعقاب التوقف الدائم للطيران من قبل شركة كونكورد ، لا توجد أنظمة SST متبقية في الخدمة التجارية. اقترحت العديد من الشركات كل طائرة أعمال تفوق سرعة الصوت ، والتي قد تعيد النقل الأسرع من الصوت مرة أخرى.
كانت الطائرات الأسرع من الصوت أهداف العديد من دراسات التصميم الحديثة والمستمرة. تتمثل عيوب وتحديات التصميم في توليد ضوضاء مفرطة (عند الإقلاع وبسبب طفرات الصوت أثناء الطيران) ، وتكاليف التطوير المرتفعة ، ومواد البناء باهظة الثمن ، والوزن الكبير ، والتكلفة المتزايدة لكل مقعد مقارنة بطائرات دون سرعة الصوت. على الرغم من هذه التحديات ، زُعم أن كونكورد تعمل بشكل مربح ، على الرغم من أن ذلك كان بسبب شطب جميع تكاليف التطوير والبناء بالإضافة إلى استعداد الركاب لدفع أجور عالية.
في عام 2016 ، أعلنت ناسا أنها وقعت عقدًا لتصميم نموذج أولي حديث للضوضاء منخفضة الضوضاء. يرأس فريق التصميم شركة لوكهيد مارتن للملاحة الجوية.

اختصار للنقل فوق الصوتي ، طائرة نقل تعمل بسرعة أكبر من سرعة الصوت (عادةً ما تكون M2-3 ، والتي تبلغ ضعف سرعة الصوت إلى ضعفين أو ثلاثة أضعاف).

خلفية المظهر

الطائرات النفاثة لديها مقاومة الهواء منخفضة ( نسبة الرفع والسحب كلما زادت السرعة ، انخفض استهلاك الوقود لكل مسافة. ومع ذلك ، مع اقتراب السرعة من سرعة الصوت (حوالي 1060 كم / ساعة في الستراتوسفير) ، تزداد المقاومة بشكل مفاجئ ، لذلك حددت الناقلات النفاثة العادية سرعة رحلات اقتصادية حول السرعة دون سرعة الصوت البالغة M0.8 ، التي كانت في الخمسينيات. طائرات النقل هي تقريبا دون تغيير. في السرعات المقطوعة القريبة من سرعة الصوت ، يكون الفرق بين سرعة هيكل الطائرة وهيكل الطائرة أكبر من أو يساوي ما يلي ، ويتم إنشاء موجة صدمة عند الحدود ، ويزيد من المقاومة ، ويتغير ميزان الطائرة. غير مناسب عندما تصل سرعة الطيران إلى حوالي M1.4 أو أعلى ، فإن جميع تدفقات الهواء على سطح الطائرة تتجاوز سرعة الصوت وتستقر مرة أخرى ، ويتم الحصول على الظروف المناسبة للطيران المستمر. في مثل هذه الرحلة الأسرع من الصوت ، تخرج موجات الصدمة من النهايات الأمامية والخلفية للطائرة ، وتكون المقاومة أكبر من السرعة دون سرعة الصوت (تكون نسبة جر الرفع صغيرة) ، ولكن إذا كنت تطير فوق M2 ، فإن استهلاك الوقود لكل مسافة يمكن أن تكون قريبة من تلك الطائرة دون سرعة الصوت. . لذلك ، من الاقتصادي تجنب عمليات النقل بسرعات transonic واستخدام SST مباشرة بعد سرعات دون سرعة الصوت. حتى ذلك الحين ، زادت سرعة المراوح من حوالي 200 كم / ساعة في العشرينات من القرن الماضي إلى حوالي 500 كم / ساعة في الخمسينيات وإلى نفاثة تبلغ حوالي 900 كم / ساعة. زادت المساهمة في المجتمع. في منتصف الخمسينيات من القرن العشرين ، إلى جانب تسويق طائرات النقل النفاثة ، أصبحت أبحاث SST نشطة في العديد من البلدان ، والتي كانت اتجاهًا طبيعيًا في ذلك الوقت.

التنمية والاستخدام العملي

توصلت كل من المملكة المتحدة وفرنسا ، اللتان ابتكرتا SST متوسطة الحجم مماثلة تقريبًا ، إلى اتفاق في نوفمبر 1987 ، وبدأتا في تطوير اتفاق مشترك بين كل من Sud و BAC. كان النموذج الأولي أول رحلة في مارس 1969 ، ودخلت الطائرة ذات الإنتاج الضخم الخدمة على الرحلات الدولية في يناير عام 1976. واستغرق تطويرها 13 عامًا ، ونحو تريليون ين بسبب العديد من اختبارات الطيران والرحلات الجوية. خلال هذا الوقت ، أصبح الحفاظ على البيئة معترف به باعتباره قضية مهمة في جميع أنحاء العالم. صوت عالي نظرًا للمشاكل الموضحة أعلاه ، تم إلغاء معظم الطلبات التي كانت 74 مرة وتم الانتهاء من الإنتاج بـ 20 منها نماذج أولية. بدأ الاتحاد السوفيتي (روسيا الآن) تطوير طائرة SST Tupolev Tu144 متوسطة الحجم حوالي عام 1962. وكان النموذج الأولي أول رحلة في 68 ديسمبر ، والطائرة ذات الإنتاج الضخم التي خضعت لتغييرات كبيرة في التصميم دخلت في رحلات الركاب الداخلية في نوفمبر 1977. تم تعليق العملية في حوالي نصف عام بسبب مشكلة فنية. في الولايات المتحدة ، طالبت الحكومة بمقترحات SST من الشركات المصنعة في عام 1963 ، وتم اختيار شركة Boeing وبدأت تطويرها في ديسمبر 1966 ، ولكن كان هناك اعتراض متزايد على التلوث ، وتم رفض النفقات الحكومية على تكاليف التطوير في مايو 1971 تم إلغاؤه ( لكن بحث SST استمر منذ ذلك الحين).

صفة مميزة

في حالة كونكورد ، يبلغ ارتفاع الرحلات الاقتصادية بين 15000 و 18000 متر ، أي حوالي 1.5 مرة من طائرة النقل النفاثة دون سرعة الصوت ، وتطير هنا بسرعة حوالي M2. SST أفضل في السرعة العالية من حيث الاقتصاد في استهلاك الوقود ، التدفئة الهوائية ومع ذلك ، عند الطيران في الستراتوسفير (درجة الحرارة -57 درجة مئوية) مع M2 ، ستكون اللوحة الخارجية حوالي 100 درجة مئوية وستكون M3 حوالي 250 درجة مئوية. من ناحية أخرى ، حيث أن سبائك الألومنيوم من جسم الطائرة يمكن الحفاظ على قوة قريبة من درجة حرارة الغرفة لفترة طويلة تصل إلى حوالي 150 درجة مئوية ، وقد تم تصميم كونكورد مع الحفاظ على السرعة في M2.2. تم تصنيع SST الأمريكية الملغاة من سبائك التيتانيوم التي يمكن استخدامها حتى حوالي 400 درجة مئوية ، وكان من المخطط أن تطير باستخدام M2.7. من أجل تقليل المقاومة الناتجة عن موجات الصدمات ، من المفيد جعل هيكل الطائرة طويلًا وضيقًا في الأمام والخلف ، مما يجعل المقصورة أصغر من الطائرة دون سرعة الصوت. أجنحة مختلفة أيضا عن الطائرات دون سرعة الصوت ابعاد متزنة يتم تحديد أجنحة مثلثة صغيرة وأجنحة على شكل سهم. يعتبر الجناح الثلاثي مفيدًا في أن حركة المركز الديناميكي الهوائي صغيرة بسرعات تفوق سرعة الصوت وأسرع من الصوت ، ولكن يجب أن تكون زاوية الهجوم كبيرة إلى حد كبير من أجل إنتاج المصعد بسرعة منخفضة. المنظر الأمامي للطيار مؤمن. يعد المحرك من النوع النفاث النقي بدون مروحة هو الاتجاه السائد ، ولكن من أجل تقليل استهلاك الوقود والإقلاع وضوضاء الهبوط بسرعة دون سرعة الصوت ، تمت دراسة محرك متغير دورة يصبح توربوفان بسرعة دون سرعة الصوت.

مشكلة

لا يستخدم SST على نطاق واسع بسبب مشاكل التلوث وارتفاع تكلفة مقعد ، مما يجعل من الصعب تحقيق ربح. ينتج التلوث بشكل أساسي عن الطفرة الصوتية والضوضاء أثناء الإقلاع والهبوط ، ويعتبر التأثير على الغلاف الجوي العلوي ، مثل تدمير طبقة الأوزون ، غير مهم في استطلاع الحكومة الأمريكية. كلما كبر حجم الطائرة ، كلما كبر حجم ازدهار الصوت ، ولكن كلما كان ارتفاع الطيران أصغر ، كانت ذراع التطويل الصوتي أصغر. على الرغم من أنه يمكن تقليله حسب شكل هيكل الطائرة ، إلا أن الرحلة الأسرع من الصوت على الأرض مقيدة في العديد من البلدان لتجنب الطفرة الصوتية ، وطريق SST مقصور على البحر ، وهو أكبر قيود التشغيل. . الضجيج أثناء الإقلاع والهبوط كبير مثل طائرة النقل النفاثة المبكرة لأن الكونكورد تم تصميمه قبل أن تصبح ضوضاء الطائرة مشكلة ، ولكن يمكن تقليلها في المستقبل SST.
رحلة أسرع من الصوت
كنجي كوزي

طائرة للنقل التي تعمل بسرعة تفوق سرعة الصوت (عادة ما تكون 2 إلى 3 أضعاف سرعة الصوت). النقل فوق الصوتي (آلة النقل الأسرع من الصوت). إذا كنت تطير أكثر من ضعف سرعة الصوت ، فيمكنك تحقيق الاقتصاد في استهلاك الوقود بأعلى مستوى مثل آلة النقل النفاثة العامة بسرعة تجول تبلغ حوالي 0.8 ضعف سرعة الصوت. منذ منتصف الخمسينيات من القرن الماضي ، كانت الأبحاث نشطة في العديد من البلدان ، وبدأت كونكورد بالاشتراك بين المملكة المتحدة وفرنسا في عام 1976 ، وبدأ توبوليف تو -144 من الاتحاد السوفيتي السابق العمل من عام 1977. ومع ذلك ، كان كونكورد عجزًا كبيرًا مع كلا شركات الطيران في الولايات المتحدة وفرنسا بسبب سياسات الحد من الضوضاء بالإضافة إلى تلوث الضوضاء في المنطقة السكنية ، وارتفاع تكلفة الوقود ، وما إلى ذلك. تم إنهاء الإنتاج في عام 1979 مع الإنتاج الضخم من نوع 16 طائرة ، 2003 توقف الطيران. تم إلغاء تو - 144 كلاً من الإنتاج والتشغيل. بعد ذلك ، في يونيو 2005 ، وافقت رابطة صناعة الطيران بين اليابان وفرنسا على التعاون في الجيل التالي من SST.
→ المواد ذات الصلة الطائرات الأسرع من الصوت | طائرة | طائرة