В скором будущем американское космическое агентство НАСА собирается провести первые полеты экспериментального сверхзвукового самолета следующего поколения X-59, созданного в рамках программы Quiet SuperSonic Technology (QueSST) X-plane. Для исследований особенностей полета этого самолета специалисты НАСА развернули на просторах пустыни Мохава целую сеть наземных микрофонов, которые, будучи соединены воедино, представляют собой самый большой в истории микрофон, длина которого составляет 30 миль (48 км). Аэродинамические элементы конструкции самолета X-59 должны заменить “громовой удар” во время преодоления звукового барьера на более мягкий “удар”, и задачей размещенного в пустыне микрофона является фиксация звуковой подписи самолета X-59.
Отметим, что одним из целого ряда препятствий, которые стоят перед создателями сверхзвуковых самолетов предназначенных для пассажирских и грузовых авиаперевозок, является акустический удар, возникающий при преодолении звукового барьера. Этот удар вызывается накоплением мощности ударной волны в области носа самолета, скорость которого подходит, становится равной и начинает превышать скорость звука. С точки зрения наблюдателя на земле, этот эффект проявляется в виде шума, подобного взрыву или раскату грома, а мощность этого шума настолько велика, что коммерческие сверхзвуковые самолеты, такие, как печально известный Конкорд, могли преодолевать звуковой барьер только над океаном или над пустынными областями поверхности Земли.
Самолет X-59, который в настоящее время уже почти создан компанией Lockheed Martin, является воплощением всех технологий, которые сделают его тише, что, в свою очередь, позволит ему летать над густонаселенными районами. Самолет X-59 способен забираться на высоту 17 тысяч метров, развивать скорость в 1.27 Маха (1 512 км/ч), а аэродинамика его крыла и фюзеляжа обеспечивает силу звукового удара во время полета не более 75 dB, что приблизительно соответствует звуку хлопка при закрывании дверцы автомобиля.
В первое время полеты самолета X-59 будут проводиться над пустынными районами США. В это время будет собран массив научной информации, который позже будет использован для изменения ряда ограничений, требований и инструкций. Эти документы были разработаны еще в 1960-х годах, они морально устарели к нынешнему времени и являются порой непреодолимым препятствием для дальнейшего развития технологий сверхзвуковых коммерческих полетов.
Достаточно весомую часть данных должен обеспечить 50-километровый микрофон, который будет фиксировать уровень звука самолета со частотой 50 тысяч раз в секунду. Для проверки работы этого микрофона сейчас используется самолет F/A-18, который взлетает с авиабазы Эдвардс и пролетает на сверхзвуковой скорости над пустыней Мохава. Собираемые данные анализируются, в них находятся “белые пятна”, которые закрываются дополнительными микрофонами, устанавливаемыми в пустыне и подключаемыми в общую сеть.
Второй этап испытаний микрофона CarpetDIEM будет проведен летом 2020 года, и в случае его успешного завершения 50-километровый микрофон будет полностью готов к проведению испытаний самолета X-59.