هواپیماهایی که به شدت ۲ ماخ رسیده اند_اسکوار

شدت همیشه یکی از ویژگی های تعیین کننده هوانوردی بوده است – و وقتی که سروان چارلز ای. یبگر در سال ۱۹۴۷ با شدت ماخ ۱ در یک هواپیمای آزمایشی راکت-پرتاب Bell X-1، دیوار صوتی را ناکامی که نشانی از یک جهش به یادماندنی در پیشرفت هوانوردی می بود. با این حال، تلاش برای رسیدن به ماخ ۲ یا دو برابر شدت صوت، هوانوردی را به عرصه های جدیدی برد و تبدیل گسترش هواپیماهای افسانه ای شد که می توانستند با شدت های باورنکردنی پرواز کنند.

فهمیدن شدت ماخ ۲

ماخ ۲ سرعتی معادل دو برابر شدت صوت است که بسته به عواملی همانند ارتفاع، دما و چگالی هوا تحول می کند. در سطح دریا، شدت صوت تقریباً ۱,۲۳۵ کیلومتر در ساعت است. به این علت، ماخ ۲ به معنی شدت تقریباً ۲،۴۷۰ کیلومتر در ساعت است. دستیابی به این شدت کار کوچکی نیست و نیازمند مهندسی پیشرفته و طراحی آیرودینامیکی است.

یکی از دلایل داشتن هواپیماهای تجاری که قادر به رسیدن به شدت ماخ ۲ می باشند، اراعه شدت بی سابقه و صرفه جویی در زمان برای سفرهای طویل زمان است. توانایی عبور از آسمان با این چنین شدت بالایی، زمان زمان پروازها را به مقدار قابل توجهی افت می دهد و سفرهای طویل را برای مسافران تجاری و تفریحی امکان پذیرتر و ساده تر می کند. با این حال، تشکیل و منفعت برداری از هواپیمای تجاری با شدت ماخ ۲ به علت ملاحظات اقتصادی شامل چالش های بسیاری از جمله هزینه های عملیاتی بالا، نگرانی های زیست محیطی و محدودیت های زیرساختی است.

در حوزه نظامی، تلاش برای رسیدن به شدت ماخ ۲ و فراتر از آن اساساً ریشه در مزیت های استراتژیک دارد. شدت مافوق صوت قابلیت های عکس العمل سریع، افزایش چابکی و توانایی پیشی گرفتن از تهدیدات بالقوه را برای هواپیماهای نظامی فراهم می کند و اثربخشی کلی آن ها در میدان نبرد را افزایش می دهد.

در حالی که هر دو قسمت علاقه بسیاری به عبور از مرزهای شدت دارند، برتری ها، انگیزه ها و چالش ها به طور قابل توجهی بین هوانوردی تجاری و نظامی متفاوت است – به همین علت است که این چنین شدت های بالایی در بین جت های نظامی رایج تر است.

سفر مافوق صوت در چشم انداز تجاری

یکی از نمادین ترین نمونه های هواپیمای تجاری با قابلیت پرواز با شدت ماخ ۲، هواپیمای مسافربری مافوق صوت کنکورد است که به طور مشترک توسط شرکت هواپیمایی بریتانیا (بعدها شرکت های هوانوردی بریتانیا و بی اَی ای سیستمز) و شرکت هواپیمایی Sud (بعدها Aerospatiale و ایرباس) گسترش یافت.

کنکورد که در سال ۱۹۷۶ معارفه شد، با افت زمان پرواز فراآتلانتیک، هوانوردی تجاری را منقلب کرد. کنکورد که با سرعتی در نزدیک به ماخ ۲.۰۴ پرواز می کرد، پروازهای فراآتلانتیک و بین اقیانوسی خود را در زمان زیاد کمتری نسبت به هواپیماهای مادون صوت تکمیل کرد و توانایی سفر لوکس و سریعی را اراعه داد.

با این حال، دوام اقتصادی، نگرانی های ایمنی، هزینه های نگهداری و عملیاتی بالا و تحول چشم انداز سفر به آخر عمر کنکورد پشتیبانی کرد. با در نظر گرفتن این عوامل، بریتیش ایرویز و ایر فرانس، گردانندگان مهم کنکورد، در سال ۲۰۰۳ اظهار کردند که عملیات خود را متوقف می کنند و این آخر دوران هوانوردی تجاری مافوق صوت می بود.

برداشتی متفاوت در حوزه نظامی

در حالی که پرواز مافوق صوت برای سفرهای هوایی تجاری چندان مناسب نیست، عکس آن در رابطه هوانوردی نظامی صدق می کند. جت هایی همانند North American XB-70 Valkyrie و MiG-25 Foxbat ساخت اتحاد جماهیر شوروی، شدت ماخ ۲ را به نمایش گذاشتند و به مسابقه تسلیحاتی جنگ سرد پشتیبانی کردند. در حالی که تلاش های تجاری مافوق صوت امکان پذیر کند شده باشند، پیشرفت ها در فناوری نظامی هم چنان محدودیت های شدت و کارکرد را پشت سر می گذارند.

SR – ۷۱ Blackbird ساخت لاکهید گواهی بر دستیابی به شدت های زیاد زیاد در هوانوردی است. در حالی که تنها به ماخ ۲ محدود نبوده است، SR – ۷۱ می توانست با سرعتی فراتر از ماخ ۳ پرواز کند که آن را به یکی از سریع ترین هواپیماهایی تبدیل می کرد که تا بحال ساخته شده است. شدت و قابلیت های فوق العاده بلک برد که برای عملیات های شناسایی و جاسوسی طراحی شده می بود، به آن اجازه می داد تا از تهدیدات بالقوه پیشی بگیرد.

در صحنه تجاری، کنکورد تنها هواپیمایی است که تا بحال مسافران را در شدت ماخ ۲ جابه جا کرده است. در روبه رو، تعدادی جت نظامی با شدت ماخ ۲ (رتبه بندی شده توسط Aerotime Hub) وجود دارد، که عبارت هستند از:

• MiG-25
• MiG-31
• McDonnell Douglas F-15 Eagle
• Sukhoi Su-27
• MiG-23
• Grumman F-14 Tomcat
• MiG-29
• IAI Kfir
• Lockheed Martin F-22 Raptor
• McDonnell Douglas F-4 Phantom II

نگاهی به آینده: پیشرفت های تجاری و نظامی با شدت بالا

پرواز در ماخ ۲ مجموعه ای از ملاحظات اقتصادی را می طلب. در حالی که شدت بالای ماخ ۲ صرفه جویی بی نظیری در زمان به خصوص در سفرهای طویل زمان اراعه می دهد، امکان پذیری اقتصادی آن به شدت به عوامل مختلفی بستگی دارد. از لحاظ تجاری، سفرهای هوایی مافوق صوت به علت هزینه های عملیاتی بالا، ظرفیت محدود مسافر و محدودیت های شکستن دیوار صوتی بر روی زمین که مسیرهای آن را محدود می کرد، با چالش هایی روبه رو می باشند. علاوه بر این، بازده سوخت هواپیمایی که با شدت ماخ ۲ حرکت می کند، عموماً پایین تر از هواپیماهای مادون صوت است و به هزینه های عملیاتی بالاتری می انجامد.

از نظر دیگر، هزینه گسترش و نگهداری هواپیماهای مافوق صوت هزینه ای است که می تواند در جبهه نظامی که شدت و چابکی در آن زیاد مهم است، قابل تامین باشد. در اینجا، او گفت و گو اقتصاد به جای منفعت وری هزینه به سمت مزایای استراتژیک تحول می کند. به این علت، علی رغم چالش ها و عقب ماندگی هایی که سفرهای مافوق صوت تجاری با آن روبه رو می باشند، دستیابی به شدت های زیاد بالا هم چنان یک حوزه با رقابت مداوم در دنیای هوانوردی نظامی است.