El avión X-59 Quiet SuperSonic Technology (QueSST) de la Nasa ha sido diseñado para volar más rápido que la velocidad del sonido sin producir un estallido sónico fuerte y perturbador. El X-59 volará sobre comunidades de los EEUU para demostrar esta tecnología, pero primero, la Nasa deberá validar la firma acústica del X-59 utilizando un sistema de grabación en tierra (CI-GRS).
Como parte de la serie de vuelos de Determinación en Medidas Completas (CarpetDIEM), la Nasa probará el CI-GRS, utilizando explosiones sónicas tradicionales de un F / A-18 en vuelo supersónico. Estas pruebas proporcionarán información mientras la Nasa se prepara para capturar los silenciosos golpes sónicos del X-59 durante las fases de validación acústica y sobrevuelo comunitario de su misión.
Durante décadas, la Nasa ha liderado el esfuerzo por estudiar los impactos sónicos, cuyo volumen se considera la barrera clave para permitir un futuro para los aviones supersónicos comerciales terrestres. Ese futuro estará más cerca de la realidad cuando el avión X-59 QueSST de la agencia tome esos cielos familiares en 2022, dando los primeros pasos para demostrar la capacidad de volar a velocidades supersónicas mientras reduce el boom sónico a un nivel significativamente más silencioso.
Si bien la Nasa volará el X-59 sobre comunidades de los EEUU a partir de 2024 para analizar la percepción y la aceptabilidad del público del vuelo supersónico silencioso, la agencia primero deberá demostrar que el avión X es tan silencioso como está diseñado.
Para hacer esto, la Nasa medirá el sonido de los impactos sónicos en el desierto de Mojave utilizando tecnología punta: un nuevo sistema de grabación en tierra de última generación para un X- plano.
La Nasa ha contratado a la empresa Crystal Instruments de Santa Clara, California, para entregar un boom sónico de alta fidelidad, y que pronto será un sistema de grabación de impactos sónicos silenciosos, capaz de proporcionar los datos necesarios para que la agencia valide la firma acústica del X- 59.
«Esta será la primera vez que tenemos un solo sistema en la Nasa para hacer esta investigación, e incorporará muchas tecnologías más nuevas para permitirnos hacer esto», dijo Larry Cliatt, líder tecnológico de la Nasa para la fase de validación acústica de la misión de demostración de vuelo Low-Boom de la Nasa. «Lo considero la próxima generación de sonic boom, y pronto serán sistemas de grabación de sonic thump más silenciosos».
La Nasa utilizará el CI-GRS de Crystal Instruments para abreviar, para recopilar datos de tiempo, forma de onda y espectrales relacionados con explosiones y golpes sónicos. El CI-GRS también contará con la capacidad de la Nasa para instalar software y algoritmos personalizados para realizar varias operaciones especializadas para el análisis de golpes sónicos en tiempo real.
Con esta tecnología, la Nasa tendrá la capacidad de extraer, revisar y analizar datos específicos de una grabación. Por ejemplo, el CI-GRS tendrá la capacidad de acomodar software que pueda distinguir un golpe sónico de baja amplitud del X-59 entre otros sonidos ambientales. Ese software también podrá calcular varios tipos diferentes de métricas acústicas, incluido el nivel de sonido percibido, que es la medida actualmente aceptada para el volumen del boom sónico.
«Lo que estamos construyendo es un sistema de adquisición de datos que utilizará los últimos avances en tecnología, con capacidades de hardware y software de vanguardia, para que la Nasa pueda capturar los datos de explosión sónica de alta calidad que necesitan», dijo Darren Fraser, vicepresidente y presidente de Ventas de Crystal Instruments.
Se espera que las primeras entregas del CI-GRS se implementen para las pruebas de campo iniciales en el centro Armastrong de la Nasa y luego, algunas se desplegarán fuera de la Base de la Fuerza Aérea Edwards con unidades distribuidas como una matriz de micrófonos terrestres de 56 kilómetros de largo. Esto será parte de las próximas rondas de vuelos de Determinación llamadas CarpetDIEM.
Estos vuelos simularán la fase de validación acústica para el X-59 mediante el despliegue de un avión de la Nasa, que volará sobre la matriz a velocidades supersónicas, probando la capacidad de las unidades para registrar datos del impacto sónico, antes de que capturen el silencio del X-59.
La información de las pruebas de CarpetDIEM facilitarán las actualizaciones y modificaciones necesarias para el diseño final del CI-GRS, que luego se utilizará en el mismo método para el X-59 con hasta 70 estaciones de registro en tierra.
Otro requisito que la Nasa necesitará que cumpla el CI-GRS será su capacidad para operar de forma remota. En esfuerzos anteriores de investigación acústica supersónica similar, la Nasa desplegó grabadoras de impacto sónico en el campo y recogió los sensores al final de cada día de prueba. Sin embargo, una matriz de micrófonos de 56 kilómetros de largo en el desierto de Mojave presenta un desafío logístico.
“Este sistema de grabación en tierra será más robusto y resistente cuando se trata de su uso operativo, y eso es lo que anticipamos, con la capacidad de implementarse durante varios días a la vez”, dijo Cliatt. «Estos también incorporarán comunicaciones bidireccionales para que se puedan implementar en un área grande cuando el X-59 sobrevuele las comunidades a partir de 2024, por lo que el total final de 175 de estos se puede controlar desde un solo host remoto».
Los próximos vuelos de CarpetDIEM se esperan para finales de este año. “El CI-GRS será el primero de su tipo, al igual que el X-59, y creo que habrá muchos primeros en una nueva era de posibles viajes comerciales supersónicos”, dijo Fraser. «Creemos que esto sentará las bases para el futuro, y creo que eso es lo que todos quieren mirar».
