Existe uma tecnologia sonora sem boom em qualquer estado neste momento?

Onda de choque é um fenômeno físico e, como tal, é inevitável. O melhor que podemos fazer é reduzir sua intensidade e reduzir seus efeitos no solo.

Imagem de Biplano Supersônico - Uma revisão de Kazuhiro Kusunose et al.

A idéia é que as ondas de choque sejam formadas internamente entre os dois "aerofólios (triangulares) e se anulem na condição de projeto, mostrada no primeiro caso.

Imagem de Biplano Supersônico - Uma revisão de Kazuhiro Kusunose et al.

Em condições de projeto desativadas, ondas de choque são produzidas. No entanto, isso não produz nenhum aumento no ângulo de ataque zero, como é óbvio. Como os pesquisadores explicam ,

... the design lacks lift: The two wings create a very narrow channel through which only a limited amount of air can flow. When transitioning to supersonic speeds, the channel ... could essentially “choke,” creating incredible drag. While the design could work beautifully at supersonic speeds, it can’t overcome the drag to reach those speeds.

Estão sendo realizadas pesquisas para superar este problema. Um dos métodos propostos é asas 'morph' formas - para que eles sejam eficientes em todas as velocidades. Outro grupo está trabalhando para otimizar a forma dos aerofólios no Biplano de Busemann para que a onda de choque seja reduzida em todos os estágios do vôo supersônico. No entanto, todos esses estudos estão em fase conceitual e nenhum experimento foi realizado até o momento.

A NASA realizou a Shaped Sonic Boom Demonstration (SSBD), na qual a fuselagem de uma Northrop -5E foi modificado (como o bico de um pelicano) para mudar o padrão das ondas de choque formadas no vôo supersônico.

" Aeronave de Demonstração do Sonic Boom em Forma de F-5E "pela NASA / Carla Thomas - link . Licenciado sob domínio público através de Commons .

A NASA informou que as modificações foram capazes de reduzir a intensidade da onda de choque em uma quantidade considerável, como mostrado na imagem abaixo (a linha de pressão 'plana' é do demonstrador SSB).

Imagem de Quieting the Boom - O manifestante Shaped Sonic Boom e a Quest for Quiet Supersonic Flight da NASA

Pesquisas ativas ainda estão sendo realizadas por várias organizações neste campo.

Sim, já existe essa tecnologia. Usando o fato de que a velocidade do som é proporcional à raiz quadrada da temperatura do ar, você pode voar a uma baixa velocidade supersônica na altitude e nenhuma onda de choque atingiria o solo. Se o número Mach for baixo o suficiente, sua velocidade será subsônica no ar na temperatura do solo, então as ondas de choque irão se dissipar ao descer.

Explicação gráfica do número Mach do limiar (imagem fonte )

Mas o ganho de velocidade seria baixo e todo o esforço não seria muito econômico. Uma vez que a velocidade de vôo é aumentada de tal forma que também seja supersônica em condições de solo, as ondas de choque audíveis serão difíceis de evitar. Eles podem ser mitigados, mas não completamente evitados.

Recentemente vi algo assim em um documento sobre um avião conceito supersônico (pela boeing ou airbus, não me lembro)

A principal parte aqui é que não é realmente o avião que está "sem boom", mas sim que é capaz de voar um perfil de voo "sem boom" (note as citações que eu voltarei a ele).

A altitude de cruzeiro deste avião era de altura suficiente para evitar problemas de lança no solo (altura suficiente para que a onda de choque fosse dissipada no momento em que chegasse ao solo)

Então basicamente se trata de uma subida quase vertical e de um vôo de alta altitude.

Agora, essas são apenas uma coleção de coisas que li e não sou especialista, e estou escrevendo-as a partir de uma lembrança vaga, então erros podem ser esperados. Correções bem-vindas. Ainda acho que faz sentido para mim escrever isso, pois parece-me que esse tipo de conceito é sobre o que se tratava. Isso é o que geralmente se quer dizer quando se fala em "supersônico sem boom".

A maneira mais simples é voar alto. Menor densidade do ar significa menor densidade de energia na lança. E uma distância maior significa que mais energia será dissipada antes do solo. As pessoas estão sempre fazendo conceitos sobre ônibus suborbitais que seriam em algum lugar entre Concorde e um míssil balístico. Geralmente exigiria um novo tipo de motor para ser prático.

É possível conectar uma lança à frente da fuselagem, que terá sua própria lança sônica menor. Isso reduzirá a intensidade da explosão sônica da fuselagem e a soma será menor do que sem a lança.

Você pode usar o boom sônico e assim absorver uma parte de sua energia.

Você pode usá-lo para criar compactação para os mecanismos. Basicamente, você poderia prender a onda de choque com as entradas do motor. Haveria arrasto e difícil imaginar os mesmos motores funcionando bem subsônicos. E seria difícil combinar com a geração de elevação útil. Além disso, embora a compressão da fuselagem seja normal, a captura da lança sônica exigiria que as entradas ficassem próximas à frente, o que causaria problemas com o projeto do motor.

Você pode usar a energia da onda de choque para gerar sustentação. Mais levantar você gera, menos será deixado para irritar as pessoas no chão. Basicamente você forma a fuselagem para gerar mais do choque para os lados e anexar às asas uma superfície em um ângulo que reflita a onda de choque para baixo. Refletir energia para baixo criará sustentação. Você também pode ter uma fuselagem que gera diretamente ondas de choque para baixo, mas em várias etapas para maior sustentação e menos ruído. Uma desvantagem de tais conceitos de waverider é que eles só funcionam em supersônico, acho que até mesmo uma faixa específica de supersônico. Então, até atingir a velocidade correta, você só terá mais arrasto.