אדם שהיה מתהלך בהאנגר המרכזי של מחלקת הפיתוח של חברת לוקהיד מרטין, Skunk Works®, בפאלמדייל, קליפורניה, היה יכול לשמוע צלילים וקולות דומים מאוד למה שהיה שומע בהופעת מוזיקלית (גם אם מסוג שונה מהמוכר לנו בתזמורת) : זמזומים, רשרושים, קדיחות ומסמורים. קצב הפעילויות שנעשות בהאנגר נותן את התחושה שהאוויר הזורם בו מלא באנרגיה. אם נעקוב מקרוב אחר המסלול שנמצא בתוך ההאנגר הענק, נוכל להגיע לנקודת המוצא של אחד המקומות המעניינים ביותר של פרויקט מיוחד במינו: קו ההרכבה L – הבית של מטוס ה-X-59, אב-הטיפוס של המטוס המסחרי בעל הטכנולוגיה העל-קולית השקטה QueSST.
המטוס נבנה במתקני ה-Skunk Works של לוקהיד מרטין בפאלמדייל, קליפורניה, ומתוכנן לבצע את טיסתו הראשונה בשנת 2021. הוא מתוכנן לטוס בגובה 55 אלף רגל במהירות 940 מייל לשעה וליצור רעש דומה לסגירת דלת מכונית ממוצעת, עם 75 דציבל (Perceived Level decibel), במקום בום על-קולי.
בום על קולי הוא הרעש שיוצר גוף שנע במהירות הקול או במהירות גבוהה יותר הקרויה מהירות על-קולית, והוא למעשה סוג של גל הלם. המונח מתייחס לרעש שנשמע על הקרקע עקב טיסה של מטוס במהירות של מאך 1 לפחות. הרעש החזק שנשמע מחוץ למטוס דומה לקול רעם או להתפוצצות.
תמונה: מערכת COBRA
ככלל, בום על-קולי נוצר כאשר עצם עובר את מהירות הקול, 1,235 קמ”ש, וגלי הקול, המתפשטים לכל עבר מתאבכים זה בזה מחלקי המטוס השונים כך שהם מגיעים יחד עד לנקודה מסוימת. למשל, לבית מגורים על הקרקע. מצב כזה עלול לגרור תופעות לא נעימות כמו ניפוץ חלונות זכוכית. מבחינה רגולטורית בעולם התעופה המסחרית, רוב מדינות העולם אוסרות על מטוסים הטסים במהירויות על-קוליות לעשות זאת מעל שטחן.
בסוף שנת 2018, בחרה NASA בלוקהיד מרטין, באמצעות מחלקת הפיתוח Skunk Works®, לחוזה פיתוח, בנייה וניסויי טיסה למטוס ה-X-Plane העל-קולי השקט, שנועד לביצוע טיסות מסחריות. כחלק מהחוזה, לוקהיד מרטין מפתחת ובונה מטוס ניסוי בגודל מלא, X-Plane, שיהווה תכנון מקדים תחת המאמץ של NASA לטכנולוגיה על-קולית שקטה. מעבדות Skunk Works של לוקהיד מרטין ו-NASA פועלות בעשור האחרון לפיתוח הדור הבא של טיסות מסחריות על-קוליות. NASA העניקה ללוקהיד מרטין חוזה בפברואר 2016 לתכנון מקדים לפיתוח ובניית מדמה ה-X-Plane לניסויי טיסה ולוקהיד מרטין נמצאת בתהליך הרכבתו.
סוכנות החלל של ארה”ב, נאס”א, מפתחת יחד עם לוקהיד מרטין את מטוס הניסוי X-Plane המאויש היחיד בעשורים האחרונים, בעל טכנולוגיית QueSST שמאפשרת לו להנמיך בצורה משמעות
תמונה: מערכת AFP
ית את הבום העל-קולי לרמה נמוכה ביותר. כדי להבין את ההבדלים בין הרעשים שמפותחים במעבדה לעומת הטכנולוגיות שהיו קיימות עד כה להפחתת רעשים, השוו בין הרעש של רעם שמרעיד את ביתכם לעומת סגירת דלת בביתו של השכן. המשימה של פרויקט המטוס תהיה לאסוף נתונים שיקלטו מחיישנים רבים בזמן טיסתו בכדי לאפשר לנאס”א לפנות לרגולטורים עם מידע מוצק במטרה להתקין תקן רעש אפשרי לטיסות מסחריות על-קוליות מעל היבשה. תקן כזה ישנה את כל מה שהכרנו עד כה על טיסות מסחריות על-קוליות והאיסורים שהוגדרו ברחבי העולם לטיסות מסוג זה מעל יבשה. המטרה פשוטה: לאפשר טיסה מסחרית על קולית שתעמוד בתקנים ובסטנדרטים למגבלות רעש בטיסות מסחריות על-קוליות אשר מוגבלות כיום מבחינה רגולטורית בעוצמות הרעש לכלי טיס בטיסות מעל היבשה ברחבי העולם. תחשבו כמה מהר תוכלו להגיע בטיסה מסחרית על קולית לעומת טיסה רגילה כיום. הגעה מהירה ליעד תזניק את התעופה המסחרית האזרחית ותאפשר יעילות כלכלית.
תהליכי הייצור של מטוס ה-X-Plane
כיום, צוותי פרויקט מטוס ה-X-59 נמצאים עמוק בתהליכי העבודה והייצור, באמצעות טכנולוגיות ייצור מהמתקדמות ביותר בתחומן, בכדי להרכיב את אב-הטיפוס של מטוס הניסוי. חלוקת העבודה מתבצעת בשלושה כיוונים עיקריים: ייצור הכנף, הגוף המרכזי והזנב. בשלושת החלקים קצב הייצור מתקדם בקצב מהיר. מטוס ה-X-59 הוא שלם שגדול בהרבה מסך חלקיו. הרכבתו מהווה אלמנט ייחודי של הסיפור ארוך השנים של פרויקט מטוס ה-X-Plane. ערבוב של כלי עבודה טכנולוגיים מתקדמים, תהליכי ייצור חדשניים כמו קידוח רובוטי, הקרנה אופטית ומטרולוגיה, הנדסה מבוססת-מודלים והכל על ידי מהנדסים וטכנאים מהטובים בתחומם בעולם. קצב העבודה מהיר במיוחד כך שהצוותים יוכלו לספק את אב הטיפוס לניסוי ברמה גבוהה ובמחיר תחרותי בעתיד הקרוב.
COBRA – לא מה שחשבתם
לאחרונה, תוכנית מטוס ה-X-59 מינפה את מערכת COBRA: Combined Operation: Bolting and Robotic AutoDrill, שתסייע לסיים את הציפוי התחתון של כנף המטוס. המערכת הרובוטית קודחת, מצפה ובוחנת את החורים עם שיעור דיוק ואיכות של 99.9%. השימוש במערכת על ידי לוקהיד מרטין נעשה לראשונה בפרויקט המטוס, ובכך היא כורכת אוטומציה וטכנולוגיות רובוטיקה להגדלת איכות, יעילות, דיוק וזמן הייצור.
בנוסף למערכת החדשה, תוכנית המטוס משתמשת בטכנולוגיות ולקחים בהן השתמשה המעבדה גם בתוכניות קודמות, כדוגמת ACCA, או X-55, מטוס מטען מחומרים מרוכבים שפותח עוד בשנות ה-90. בכך, תהליך הייצור נהיה קל ויעיל יותר והעלויות יורדות, בהתאמה.
מכונת ה-AFP (Automated Fiber Placement) מופעלת לייצור בכמות גדולה של ציפויים ולוחיות מחומרים מרוכבים ביעילות גדולה יותר. AFP מאפשרת, למעשה, ייצור של חלקים גדולים בצורה רובוטית בדיוק ברמה גבוהה ביותר אחרי תכנון מדוקדק במעבדה. בכך, כמות החלקים בפס הייצור ובמטוס עצמו קטנה יותר. המכונה היא דוגמא נוספת לתהליכי ייצור מתקדמים שמאפשרים לשמור על גמישות גבוהה בסביבת ייצור דיגיטלית.
עולם חדש של טיסה מסחרית על-קולית
בקו ההרכבה התוסס באזור L, צוותי הייצור של תוכנית מטוס ה-X-59 ממשיכים להתקדם במהירות בבניית המסגרת עם מיקוד ונחישות. באמצעות השימוש בתהליכי ייצור מתקדמים-טכנולוגית, הצוות מדגים את הטרנספורמציה הדיגיטלית ואת העמידה ביעדי התוכנית לסיום הרכבת המטוס עד סוף השנה. עם השלמתו, מטוס ה-X-59 מתוכנן לבצע את טיסתו הראשונה בשנת 2021. לאחר השלמת טיסות הניסוי הראשונות, יועבר המטוס למרכז הניסויים של נאס”א שם ייבחן לקראת המשך תהליכי הפיתוח ובמקביל, התהליכים לקביעת תקנים רגולוטוריים מתאימים יואצו עד להשלמת הפרויקט והתחלת הייצור המסחרי.
תמונת כותרת: הדמיית מטוס ה X-5
