X-59 của NASA, một máy bay siêu thanh thử nghiệm được phát triển với sự hợp tác của Lockheed Martin, đã phá vỡ bức tường âm thanh hai lần liên tiếp trong các chuyến bay thử nghiệm được thực hiện cách nhau khoảng một tuần. Những thử nghiệm này đánh dấu một bước tiến quan trọng hướng tới khả năng bay "siêu thanh yên tĩnh", trong đó một máy bay vượt qua Mach 1 - tốc độ âm thanh - chỉ tạo ra một tiếng động nhỏ thay vì một tiếng nổ chói tai.
Vào ngày 5 tháng 6, phi công thử nghiệm Jim "Clue" Less đã điều khiển chiếc máy bay này từ Căn cứ Không quân Edwards ở California trong một chuyến bay khứ hồi kéo dài 81 phút, theo NASA công bố trong một tuyên bố. Trong thời gian đó, X-59 đạt tốc độ Mach 1,1 - tương đương 713 dặm/giờ (1.147 km/giờ) - ở độ cao 43.400 feet (13.200 mét).
Sau đó, trong một chuyến thử nghiệm tiếp theo vào ngày 12 tháng 6, X-59 đạt tốc độ Mach 1,4 (khoảng 924 dặm/giờ) ở độ cao 55.000 feet (16.700 mét).
Tuy nhiên, mặc dù đã vượt qua những thử nghiệm quan trọng này, khả năng bay siêu thanh "yên tĩnh" của máy bay vẫn chưa được xác định rõ ràng; trong cả hai chuyến bay, X-59 đều được một tiêm kích F-15 hộ tống phía sau, và tiếng nổ siêu thanh lớn của chiếc F-15 đã che lấp tiếng động phát ra từ X-59. Những thử nghiệm tiếp theo được lên kế hoạch vào cuối năm nay sẽ cho thấy rõ hơn mức độ tiến bộ của máy bay thử nghiệm này trong việc giảm tiếng ồn.
Phá vỡ tường âm thanh
Chuyến bay siêu thanh đầu tiên trên thế giới diễn ra vào năm 1947, khi phi công thử nghiệm Charles "Chuck" Yeager của Không quân Hoa Kỳ điều khiển chiếc Bell X-1 bay trên sa mạc Mojave ở California. Yeager đã đưa máy bay đạt tốc độ Mach 1,06, mở ra một chân trời mới về khả năng trong ngành hàng không - nhưng không nhất thiết là đối với vận tải hàng không thương mại.
"Chúng tôi vẫn thường đùa rằng X-1 đã phá vỡ bức tường âm thanh và giờ đây chúng tôi đang cố gắng sửa chữa điều đó," Catherine Bahm, quản lý dự án Trình diễn Bay Tiếng Nổ Thấp của NASA, người giám sát quá trình phát triển X-59, chia sẻ với BBC vào năm 2023.
Khi một máy bay di chuyển về phía trước, nó đẩy các phân tử không khí ở phía trước sang hai bên. Điều này khiến không khí dao động, tạo ra các sóng âm lan truyền từ máy bay tương tự như vệt sóng phía sau một con thuyền. Khi một máy bay vượt qua bức tường âm thanh, các sóng áp suất không khí phía sau nó bị nén lại và tích tụ thành một sóng xung kích, giải phóng năng lượng dưới dạng một "tiếng nổ siêu thanh" vang dội.
Một tiếng nổ siêu thanh có thể vượt quá 110 decibel - tương đương độ ồn của một nhà máy luyện thép đang hoạt động hết công suất và vượt ngưỡng mà hầu hết mọi người bắt đầu cảm thấy đau tai. Các tiếng nổ siêu thanh thậm chí còn được biết là có thể gây thiệt hại tài sản, chẳng hạn làm vỡ cửa sổ và, đã có ít nhất một lần, làm vỡ cả bể cá.
Vì lý do đó, vào năm 1973, Cục Hàng không Liên bang Hoa Kỳ (FAA) đã cấm các máy bay phi quân sự vượt qua bức tường âm thanh trên lãnh thổ Hoa Kỳ.
Mặc dù Concorde của Air France và British Airways, hoạt động trên tuyến London hoặc Paris tới Thành phố New York từ năm 1976 đến năm 2003, là phương tiện vận tải siêu thanh thương mại đầu tiên trên thế giới, chiếc máy bay này chỉ được phép hoạt động vì nó vượt qua bức tường âm thanh trên Đại Tây Dương. Cuối cùng, Concorde đã bị cho ngừng hoạt động sau khi một chuyến bay gặp tai nạn trong lúc cất cánh từ sân bay Charles de Gaulle của Pháp, khiến toàn bộ những người trên máy bay thiệt mạng.
Phần mũi cực dài và thon của X-59 được thiết kế nhằm giảm thiểu sóng xung kích do tiếng nổ siêu thanh tạo ra. Một máy bay chỉ tạo ra một tiếng "bụp" siêu thanh nhỏ hơn có thể mở đường cho các chuyến bay thương mại nội địa trên đất liền với tốc độ vượt âm.
Điều đó có nghĩa là hành khách, chẳng hạn, có thể di chuyển từ Los Angeles tới Thành phố New York trong chưa đầy ba giờ (so với thời gian bay hiện nay là khoảng năm đến sáu giờ).
Tuy nhiên, NASA vẫn chưa công bố thông tin về mức decibel của tiếng nổ siêu thanh đầu tiên mà X-59 tạo ra.
Ngoài các tiềm năng thương mại, khả năng bay siêu thanh yên tĩnh còn có những ứng dụng quân sự rõ ràng, bởi nó giúp các nhiệm vụ bí mật trở nên khó bị phát hiện hơn đáng kể.
Bryan
Theo Livescience
