תעופה |

לפרוץ בשקט 
את מחסום הקול

מטוס הנוסעים העל-קולי קונקורד הפסיק לטוס לפני יותר מעשור בשל עלויות גבוהות ורעש בלתי נסבל. האם בנאס"א יצליחו להמציא מטוס על–קולי שקט יותר?

לוגו אקונומיסט
אקונומיסט
לוגו אקונומיסט
אקונומיסט

מלבד דחיפה קלה בחלק האחורי כשהטייסים פתחו את המצערות של ארבעת מנועי הרולס־רויס אולימפוס, הנוסעים כמעט שלא חשו שהקונקורד מאיץ אל מעבר למחסום הקול. קשה לומר אותו הדבר על מי שעמדו על הקרקע. הבום העל־קולי שנוצר מאחורי המטוס הרעיד את החלונות ואת רעפי הגגות בדבון וקורנוול, שני מחוזות במערב בריטניה המשתרעים מתחת למסלול הטיסה מלונדון לניו יורק, מסלול שהקונקורד השלים בתוך קצת יותר משלוש שעות.

הטיסות המסחריות העל־קוליות הגיעו לקצן ב־2003, אחרי משבר בענף התעופה והתרסקות קטלנית בפאריס שלוש שנים קודם לכן. אבל הקונקורד, אף שהיה פלא טכנולוגי בשעתו, מעולם לא היה הצלחה מסחרית: 14 המטוסים שהיו בשירות סובסדו על ידי משלמי המסים בבריטניה ובצרפת. הטווח שלהם היה מוגבל והם זללו דלק כשטסו מתחת למהירות הקול, דבר שנאלצו לעשות בעיקר כשטסו מעל ליבשה, בשל הבומים העל־קוליים. למרות זאת, הרעיון לפתח יורש 
לקונקורד מעולם לא נגנז. לחולמים היה ברור שאם יפתחו מטוס על־קולי שוב, הם יהיו חייבים להפחית את הרעש שהוא משמיע.

צילום: Lockheed Martin / NASA

קבוצת מהנדסים מנאס"א מאמינה שמצאה דרך לעשות זאת. ענקית התעופה לוקהיד מרטין נבחרה על ידי נאס"א לפתח דגם של מטוס ניסוי על־קולי שקט יותר, בהשקעה של 20 מיליון דולר. אם הכל יתקדם כשורה, טיסת המבחן שלו תהיה ב־2019, ואז הוא יתחיל לעבור סדרת ניסויים כדי לבחון אם ניתן להפוך את הבום הפתאומי והפולשני שמשמיע מטוס על־קולי שעובר בשמים לצליל שדומה יותר לחבטה רכה במרחק.

הבום העל־קולי של הקונקורד לא נגרם בשל גל הלם אחד, אלא נובע מהאינטראקציה בין סדרה של גלים שמוקרנים מחלקים שונים של מטוס כשהוא טס מהר יותר ממהירות הקול, שהיא כ־1,240 קמ"ש (או מאך 1) בגובה פני הים.

מתחת למאך 1 המולקולות של האוויר לפני המטוס נדחפות הצדה, כפי שסירה ששטה במים יוצרת גל חרטום וגל ירכתיים. ואולם ברגע שמטוס מאיץ מעבר למהירות הקול, מולקולות האוויר פשוט לא יכולות לנוע מספיק מהר, אלא מצטברות בנקודות מסוימות עליו. זה יוצר שינוי מיידי בלחצים, מה שגורר גל הלם שמכיל כמות עצומה של אנרגיית קול.

גל ההלם הראשון מתרחש בחרטום המטוס, והאחרים במקומות כמו קצוות הכנפיים וכונסי האוויר. בחלק האחורי של המטוס נוצר "הלם דחיסה מחדש", כשהשינוי המהיר 
בלחצי האוויר עובר לרמות האטמוספריות הנורמליות. כשהם מוקרנים החוצה, הגלים נוטים להתמזג, מה שיוצר שני גלי הלם עיקריים. זו הסיבה לכך שטיסה של מטוס על־קולי מעל לראש נשמעת כמו בום כפול.

אם משרטטים זאת בגרף, הרי ששני שיאי הלחץ היוצרים בום על־קולי דומים לאות N. הרעיון של נאס"א הוא שבאמצעות שינוי העיצוב של מטוס על־קולי ניתן יהיה לרכך את גל ה־N של הבום העל־קולי, כך שידמה יותר ל־U רכה.

"אנחנו לא לגמרי יורים באפילה", אומר פיטר קואן, ראש חטיבת טכנולוגיה על־קולית במכון המחקר לנגלי של נאס"א בהמפטון, וירג'יניה. בניסוי מוקדם, השתמשה הסוכנות במטוס קרב 5־F שצויד בחרטום מוארך כמו של שקנאי, כדי לעזור להפחית את רעש הבום העל־קולי. בנוסף, בוצעו מבחנים עם סימולטורים של בומים על־קוליים, כדי לגלות אילו סוגי צלילים מפריעים פחות לאנשים.

מטוס הקונקורד. תאונה ביולי 2000 בצרפת, שבה נהרגו 113 בני אדם, היתה אחת הסיבות להפסקת הטיסות המסחריות במטוס שלוש שנים לאחר מכן

העיצוב החדש הוא עבור מטוס סילון בעל מושב אחד ומנוע אחד, אך המאפיין הבולט ביותר הוא החרטום הארוך, הצר והמשולש, שאמור לשנות את צורת גל ההלם בחלק הקדמי של המטוס ולעזור לפזר אותו. מאפיינים עיצוביים אחרים כוללים כונס אוויר המשולב בכנף העליונה כדי להפחית את עוצמת גל ההלם שנוצר. כדי לצמצם עוד יותר את הרעש, המטוס גם יטוס מעט לאט יותר מהקונקורד, שמהירות השיוט שלו היתה מאך 2.

כדי למדוד את הצליל הפתאומי של בום על־קולי, נאס"א משתמשת במד שנקרא רמת דציבלים מורגשת (PLdB). קואן אומר 
שהמטוס העל־קולי הניסיוני אמור לייצר בום על־קולי ברמת רעש נמוכה מ־70 PLdB, 
לעומת כ־100 PLdB בקונקורד. התוצאה, הוא מוסיף, תהיה צליל רחב ורך יותר שיהיה 
נסבל עבור אנשים על הקרקע, אם הם בכלל ירגישו בו בתוך כל הרעש וההמולה של החיים המודרניים. ההוכחה לכך תהיה באופן שבו אנשים יגיבו על הרעש במהלך טיסות המבחן של המטוס החדש.

אם הבום השקט יותר של המטוס יתגלה כנסבל, "חותמת" הרעש שלו עשויה להיהפך לסטנדרט שכל מטוס נוסעים על־קולי עתידי יצטרך לעמוד בו. אבל האם ישנה אפשרות ריאלית שהתעופה העל־קולית תחזור לשימוש אי פעם?

קואן סבור שזה יקרה, בתחילה במטוסי עסקים קטנים. לכמה חברות כבר יש תוכניות למטוס כזה. אחת מהן היא Aerion, חברה מנוואדה שמפתחת מטוס מנהלים במהירות מאך 1.5 בשם AS2. איירבוס השאילה ל־Aerion מהנדסים שיסייעו לה בפיתוח. הכוונה היא לפתח אב־טיפוס לטיסות מבחן ב־2019.

מטוס נוסעים על־קולי עם 100 מושבים או יותר יהיה כבר סיכון גדול יותר מבחינה מסחרית. ובכל זאת, הטכנולוגיה מתקדמת. הפחתת רעש הבום העל־קולי מתאפשרת הודות לחישובי דינמיקה של נוזלים שמסתמכים על מערכות מחשוב חזקות. הקונקורד נולד בעידן של סרגלי חישוב. דרכים חדשות לייצור מטוסים, במיוחד עם רכיבים קלי משקל ומסיבי פחמן, פותחו גם כן מאז.

בסופו של דבר, ללא קשר לחידושים הטכנולוגיים, צריך להיות גם שוק גדול מספיק. כשנוסעים מסוימים מוכנים לשלם הרבה עבור מחלקה ראשונה יוקרתית במיוחד בטיסות ארוכות טווח, טיסה לצד השני של העולם בשש שעות בלבד עשויה להיות הצעה מפתה עבור חלק מהנוסעים.

תרגום: רונית דומקה

לחצו על הפעמון לעדכונים בנושא:

כתבות מומלצות

קציר חיטה בסוריה, יוני 2022. הקציר מגדיל את היצע החיטה, אבל החשש ממיתון מקטין את הביקוש

פתאום ההשקעות הכי חמות צונחות: נפט, סחורות, תשואות – למה זה קורה?

העיר לא זולה, אבל זה היה משתלם מכל בחינה אחרת

"הבית שלי בגד בי": תל אביבית שעוזבת אחרי שלושה עשורים מגלה מה שבר אותה

שי שרון. "הרגשתי שאני מתאמץ בעיקר בשביל שהבעלים של חברת האופנה ירוויחו יותר"

"חייתי במסיבה תמידית, אבל זה היה כלוב מזהב. עבודה חסרת משמעות"

נמל חיפה. הפקק בשנה וחצי האחרונות גרם למשק הישראלי נזק של עשרות מיליוני שקלים ביום, לפי משרד האוצר

פקק האוניות מול נמלי ישראל דועך והולך, ולא מהסיבות הנכונות

תגובות

הזינו שם שיוצג באתר
משלוח תגובה מהווה הסכמה לתנאי השימוש של אתר TheMarker

כתבות שאולי פספסתם

"מבחוץ זה נראה סקסי ומגניב, אבל כשנכנסים פנימה מתברר שזאת עבודה קשה והיא חייבת להיות מדויקת"

"אפשר להרוויח 30-20 אלף שקל בחודש מעבר למשכורת": איזה עסק הכי רווחי - פלאפל, פיצה, סושי או שווארמה?

עורכי דין שפרשו מהמקצוע. ״הדור שלנו מחפש מהר, קצר, ענייני, ומבקש שיהיו לו דברים נוספים בחיים, לא רק עבודה"

"הדור הזה עובר בקלות בין עבודות - ומשאיר מאחור את משרדי עריכת הדין"