Quiet Spike fue un programa de colaboración entre Gulfstream Aerospace y el Centro de Investigación de Vuelo Dryden de la NASA para investigar la supresión de las explosiones sónicas . La patente se publicó en la Oficina de Patentes y Marcas de los Estados Unidos en 2004 y es propiedad de Gulfstream Aerospace.
El programa tenía como objetivo desarrollar tecnología que pudiera permitir que los transportes supersónicos de próxima generación sobrevolaran áreas pobladas a velocidades superiores a Mach 1 ( la velocidad del sonido ) sin la alta intensidad del estampido sónico que resultó problemático para los transportes supersónicos de primera generación, como el Concorde ( véase Operación Bongo ).
El boom provocado por el Concorde generó una oposición pública sustancial en los Estados Unidos y, con el tiempo, en otros países del mundo. Esta oposición hizo imposible que el Concorde fuera un éxito comercial. [ cita requerida ] La cuestión del boom sónico también fue un factor importante en la cancelación final del Boeing 2707. [ 1]
Las ondas de choque se forman alrededor de los aviones cuando se acercan a Mach 1 (1225,0 km/h). A nivel del suelo, se perciben como un doble estruendo o explosión fuerte. Su intensidad varía debido a factores como el clima, la refracción de diferentes capas de densidad atmosférica y el tamaño del avión, pero en general, desde un avión supersónico del tamaño de un avión comercial civil, la sobrepresión creada a nivel del suelo es suficiente para hacer vibrar las ventanas.
Por ejemplo, el estampido sónico del Concorde viajando a una velocidad de Mach 2 (2450 km/h) fue de aproximadamente 2,2 psf (0,11 kPa) (libras por pie cuadrado). [2]
Debido a la intensidad de los estampidos sónicos, muchos países prohíben ahora los vuelos supersónicos sobre la tierra o sobre centros de población. La FAA prohíbe los vuelos supersónicos sobre la tierra, excepto en corredores de vuelo militares especiales. El Quiet Spike puede suprimir en cierta medida los estampidos sónicos, pero por sí solo no es lo suficientemente eficaz para eludir la prohibición actual de los vuelos supersónicos.
Se han propuesto varios enfoques estructurales para mitigar los estampidos sónicos, centrándose principalmente en cambios en las narices de las aeronaves, el uso de quillas , cambios en la forma de la aeronave e incluso la creación de vías a través de la estructura de la aeronave para mitigar la resistencia parásita que provoca ondas de choque.
Como parte del proyecto Quiet Spike, se montó un pico retráctil de 7,3 m (24 pies) de largo en forma de lanza en la nariz del avión de prueba de investigación F-15B de la NASA Dryden . Cuando estaba en la posición "totalmente retraída" para despegues y aterrizajes, el pico tenía 14,15 pies (4,31 m) de largo. Cuando estaba completamente extendido, el brazo agregó dos etapas o estados , para alcanzar una longitud total de 24,31 pies (7,41 m). El estado de brazo delantero tenía 5,9 pies (1,8 m) de largo y tenía el diámetro más pequeño de los tres, mientras que el estado de brazo medio tenía 4,3 pies (1,3 m) de largo y el segundo más grande en diámetro. [3] El pico, hecho de materiales compuestos , crea tres pequeñas ondas de choque que viajan paralelas entre sí hasta el suelo, produciendo menos ruido que las ondas de choque típicas que se acumulan en la parte delantera de los aviones supersónicos.
Después del primer vuelo del proyecto el 10 de agosto de 2006, varios vuelos más pusieron a prueba la integridad estructural del sistema antes de pasar a las mediciones de supresión del estampido sónico.
El programa concluyó en febrero de 2007, habiéndose completado más de 50 vuelos, más del doble de los completados en el proyecto SSBD dos años antes.
Hitos del proyecto
El 4 de marzo de 2008, el equipo NASA-Gulfstream Quiet Spike recibió el premio Aviation Week Laureate en la categoría de Aeronáutica/Propulsión. [4]