ศาสตร์แห่งความเร็วเหนือเสียง: การบินเหนือเสียงคืออะไร ทำไมคองคอร์ดถึงจบสิ้น และมันจะกลับมาอีก?

การขนส่งด้วยความเร็วเหนือเสียง (SST) เป็นความฝันที่กลายเป็นความจริง และกลายเป็นความฝันอีกครั้ง การแข่งขันในสงครามเย็นหมายถึงช่วงทศวรรษ 1950 และ 60 ที่รัสเซีย สหรัฐอเมริกา อังกฤษ และฝรั่งเศสแข่งขันกันเพื่อแปลงเทคโนโลยีความเร็วเหนือเสียงให้เป็นเที่ยวบินเชิงพาณิชย์ ในที่สุดสองคนหลังก็โผล่ขึ้นมาบนเรือคองคอร์ดทรงจมูกยาว เที่ยวบินจากลอนดอนไปนิวยอร์กใช้เวลาไม่ถึง 3.5 ชั่วโมงอย่างกะทันหัน อนาคตของการเดินทางทางอากาศอยู่ที่นี่

แล้วมันก็จากไป ตั้งแต่ปี 2546 ไม่มีการขนส่งความเร็วเหนือเสียง เทคโนโลยีได้กลายเป็นโดเมนของเครื่องบินทหารและเครื่องบินทดลองอีกครั้ง แล้วเกิดอะไรขึ้น? เหตุใดการขนส่งเหนือเสียงจึงไม่ยั่งยืน และมันจะกลับมาได้หรือไม่?

เที่ยวบินเหนือเสียงคืออะไร?

เครื่องบินความเร็วเหนือเสียงเป็นเครื่องบินที่สามารถบินได้เร็วกว่าความเร็วเสียง ประมาณ 1,235 กม./ชม. (767 ไมล์ต่อชั่วโมง) เทคโนโลยีนี้ใช้กันทั่วไปในกองทัพ โดยเครื่องบินขับไล่มักได้รับการออกแบบให้ทำงานด้วยความเร็วเหนือเสียง

การบินเหนือเสียงเป็นหนึ่งในสี่ความเร็วของการบิน รายการทั้งหมดเป็นแบบเปรี้ยงปร้าง ทรานโซนิก เหนือเสียง และไฮเปอร์โซนิก เมื่อพูดถึงความเร็วของเครื่องบินในอัตราส่วนความเร็วของเสียง ระบบจะใช้ระบบ Mach Mach 1 คือความเร็วของเสียง ต่ำกว่ามัค 1 คือเปรี้ยงปร้าง สูงกว่ามัค 1 คือเหนือเสียง

เมื่อคุณอยู่เหนือ Mach 5 (เร็วกว่าความเร็วเสียงห้าเท่า) คุณจะมีความเร็วเหนือเสียง Transonic อยู่ที่ประมาณ 1 มัค และด้วยความเร็วนี้ เครื่องบินอาจพบว่าตัวเองมีความเร็วลมไหลเวียนเป็นช่วงๆ

วิธีลบคอมเมนต์ทั้งหมดใน youtube

(ภาพบน: ตูโปเลฟ ตู-144 ของรัสเซีย)

การขนส่งความเร็วเหนือเสียง (SST) สำหรับสาธารณะโดยมีเครื่องบินสองลำเป็นศูนย์กลาง: Anglo-French Concorde และ Russian Tupolev Tu-144 ทั้งสองมีเที่ยวบินแรกในช่วงปลายทศวรรษ 1960 และได้รับการแนะนำให้รู้จักกับการเดินทางเชิงพาณิชย์ในช่วงปลายทศวรรษ 1970 ภายหลังการชนระหว่างการทดสอบ เครื่องบินของรัสเซียจัดการเที่ยวบินของผู้โดยสารได้เพียง 55 เที่ยวบินก่อนที่จะมีการลงจอด นั่นทำให้คองคอร์ดเป็นเครื่องบิน SST เพียงลำเดียวจนกว่าจะเกษียณอายุในปี 2546

เที่ยวบินเหนือเสียงทำงานอย่างไร

เพื่อให้การบินเหนือเสียงทำงาน เครื่องบินจำเป็นต้องเคลื่อนที่และรักษาความเร็วให้เร็วกว่ามัค 1 (ความเร็วของเสียง)

ดูข่าวที่เกี่ยวข้อง NASA จับมือ Uber เปิดตัวแท็กซี่ไฟฟ้าบินได้ ความปั่นป่วนคืออะไร? การเปิดเผยคำถามเกี่ยวกับฟิสิกส์มูลค่าหลายล้านเหรียญ NASA ได้เปิดเผยขุมสมบัติของวิดีโอการบินทดลองย้อนหลังไปถึงปี 1940

การออกแบบเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงนั้นค่อนข้างซับซ้อนอย่างที่คุณคาดหวัง ในแง่กว้าง เครื่องบินต้องรับมือกับแรงต้านอากาศพลศาสตร์จำนวนมหาศาล และด้วยเหตุนี้จึงต้องมีรูปทรงที่เพรียวบาง วิธีจัดการกับความร้อนจำนวนมากที่เกิดจากแรงเสียดทาน และเครื่องยนต์ทรงพลังให้แรงขับได้มาก

วิธีลบถังขยะใน gmail โดยอัตโนมัติ

ตัวอย่างเช่น Concorde สามารถจัดการความเร็วการล่องเรือได้เพียง 2 Mach โดยใช้เครื่องยนต์ turbojet 593 ของ Olympus ร่วมกับ Afterburners เพื่อฉีดเชื้อเพลิงพิเศษเข้าไปในท่อไอพ่น และเพิ่มแรงขับในระหว่างการบินขึ้น อะลูมิเนียมอัลลอยด์ถูกใช้เพื่อรักษาความร้อนที่เกิดจากแรงเสียดทาน ทำให้สิ่งต่างๆ อยู่รวมกันได้ที่อุณหภูมิประมาณ 127 °C

(บน: คองคอร์ด ด้วยจมูกที่หลบตา)

อ่านต่อไป: ความวุ่นวายคืออะไร? ไขข้อข้องใจเรื่องเงินล้านของฟิสิกส์

ในแง่ของรูปร่าง การออกแบบที่โดดเด่นของ Concorde นั้นครอบคลุมลำตัวที่ยาวและบาง เช่นเดียวกับจมูกที่หลบตาซึ่งสามารถลดต่ำลงได้สำหรับการขึ้นและลง – ซึ่งต้องใช้มุมการโจมตีสูง ซึ่งหมายถึงการยกตัวขึ้นสูงชันหรือทัชดาวน์ – และยกขึ้นเพื่อเพิ่ม เพรียวลมในระหว่างการบินเหนือเสียง ปีกมีรูปร่างเดลต้าโอกิวาล (สามเหลี่ยมและโค้ง) – ออกแบบมาให้เหมาะกับการไหลเวียนของอากาศด้วยความเร็วสูง

เหตุใดการเดินทางเหนือเสียงจึงสิ้นสุดลง

เมื่อต้นศตวรรษที่ 21 มีเพียงคองคอร์ดเท่านั้นที่ยังคงเป็นเครื่องบินพาณิชย์ความเร็วเหนือเสียง ในไม่ช้าสิ่งนี้จะสิ้นสุดลง – ด้วยเที่ยวบินสุดท้ายของเครื่องบินในปี 2546

ทำไม SST ถึงออกมา? ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2543 เครื่องบินคองคอร์ดตกไม่นานหลังจากบินออกจากปารีส-ชาร์ลส์เดอโกล คร่าชีวิตผู้คนทั้งหมด 109 คนบนเที่ยวบินและอีก 4 คนบนพื้นดิน แม้ว่านี่จะเป็นอุบัติเหตุร้ายแรงเพียงครั้งเดียวที่เกิดขึ้นกับคองคอร์ด แต่ก็หมายความว่าการหยุดให้บริการดังกล่าวถูกระงับจนถึงเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2544 เมื่อถึงตอนนั้น อุตสาหกรรมการเงินก็พังทลายลงจากเหตุโจมตี 9/11

แม้จะไม่มีเหตุการณ์เหล่านี้ SST ก็เผชิญกับความท้าทายมากมาย ขนาดสูงสุดของโซนิคบูมเมื่อเครื่องบินพัง 1 มัคก็เพียงพอแล้วที่จะทำลายหน้าต่างของผู้คนในระดับพื้นดิน นี่หมายความว่าการบินเหนือเสียงทำได้เฉพาะในมหาสมุทรเท่านั้น ซึ่งจำกัดความต้องการบริการ ยังมีความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมที่ร้ายแรง โดยเน้นที่ความเสียหายของกองเรือ SST ซึ่งเดินทางในระดับความสูงที่สูงมาก อาจก่อให้เกิดชั้นโอโซนได้ ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงต่ำยังจำกัดขอบเขตการเดินทางด้วย ซึ่งหมายความว่าสามารถใช้ได้เฉพาะสำหรับการเดินทางข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกเท่านั้น

นอกจากนี้ยังมีความจริงที่ว่าการขนส่งบนคองคอร์ดมีราคาแพงมากด้วยตั๋วไปกลับสูงถึงประมาณ 12,000 เหรียญ (9,000 ปอนด์)

เพิ่มทั้งหมดนี้และคองคอร์ดก็ไม่สมเหตุสมผลทางเศรษฐกิจ อุบัติเหตุอันน่าสลดใจในปี 2543 อาจทำให้เครื่องบินตกต่ำลง แต่เหตุผลสุดท้ายที่ SST พังทลายก็เพราะว่าไม่มีเงินเพียงพอที่จะรักษาค่าใช้จ่ายที่สูงไว้ได้

แม้ว่าจะมีบริษัทแนะนำอย่างเช่น Boom Supersonic สามารถส่งสัญญาณการกลับมาสู่ SST ได้ แต่บริษัทเหล่านั้นจะต้องต่อสู้กับคำถามเดียวกันกับที่ก่อกวนคองคอร์ดในปีสุดท้าย - คุณจะปรับขนาดการเดินทางด้วยความเร็วเหนือเสียงเพื่อให้มันลอยอยู่ในอากาศได้อย่างไร

เที่ยวบินความเร็วเหนือเสียงที่เร็วกว่า Concorde อาจเปิดตัวเร็วกว่าที่คุณคิด

เที่ยวบินเหนือเสียงเชิงพาณิชย์ถูกระงับตั้งแต่ Concorde ทำการเดินทางครั้งสุดท้าย แต่รายงานใหม่แนะนำการเดินทางทางอากาศที่เร็วมากอาจกลับมาอีกครั้ง

วิธีเก็บไอเทมเมื่อคุณตายในมายคราฟ

ตาม เจ้าพ่อตลาด , และเดิมหยิบขึ้นมาโดย นักธุรกิจภายใน บริษัทเครื่องบิน Boom Supersonic ได้รับคำสั่งซื้อล่วงหน้า 76 รายการสำหรับ Boom XB-1 ที่กำลังจะมาถึง เครื่องบินเหนือเสียงดังกล่าวมีความเร็ว 2,715 กม./ชม. (1,687 ไมล์ต่อชั่วโมง) ซึ่งเร็วกว่าเครื่องบินคองคอร์ดที่ 2,179 กม./ชม. (1,354 ไมล์ต่อชั่วโมง) อย่างมาก และสามารถบรรทุกผู้โดยสารได้ 55 คนระหว่างลอนดอนและนิวยอร์กในสามชั่วโมง 15 นาที

(ด้านบน: XB-1 ของ Boom Supersonic)

XB-1 นั้นแหลมโดยผู้สร้างว่าเร็วกว่า เล็กกว่า และเงียบกว่า Concorde ซึ่งเห็นได้ชัดว่าไม่ได้ออกแบบมาเพื่อสร้างเสียงโซนิคบูมอันดังของรุ่นหลัง ซึ่งรบกวนผู้คนในเส้นทางการบิน Boom Supersonic ยังต้องพิสูจน์ว่าเครื่องบินลำใหม่นี้ปลอดภัยกว่า ในเดือนกรกฎาคม 2543 สายการบิน Air France Concorde คร่าชีวิตผู้คนไป 113 รายหลังจากที่เครื่องบินตก ซึ่งนำไปสู่การล่มสลายและการตายของ Concorde ในท้ายที่สุด

Boom Supersonic ได้กล่าวว่ามีเป้าหมายที่จะมี XB-1 รุ่นที่เล็กกว่าเพื่อทดสอบภายในสิ้นปี 2018 โดยเครื่องบินขนาดเต็มจะใช้งานได้ภายในปี 2025 อุปสรรคใหญ่สำหรับสิ่งเหล่านี้คือข้อเท็จจริงที่ว่าการเดินทางทางอากาศเหนือเสียงในปัจจุบันนั้นผิดกฎหมายมากกว่า สหรัฐอเมริกาทำให้การเดินทางลอนดอนไปนิวยอร์กยากขึ้นมาก

หากกฎหมายดังกล่าวถูกพลิกกลับ อาจเป็นสัญญาณการกลับมาสำหรับเที่ยวบินความเร็วเหนือเสียงเชิงพาณิชย์ นี่คือคำอธิบายว่าการเดินทางด้วยความเร็วเหนือเสียงคืออะไร และเหตุใดจึงสิ้นสุดในปี 2546