ทำไมการบินเหนือเสียงจึงถูกห้าม?

© Michael Rosskothen/Shutterstock.com

เที่ยวบินเหนือเสียงลดเวลาบินลงครึ่งหนึ่ง แล้วทำไมหลายประเทศจึงห้าม เรียนรู้ความจริงเกี่ยวกับคลื่นกระแทก โซนิคบูม และอนาคตของการบินอย่างรวดเร็ว

เครื่องบินความเร็วเหนือเสียงสร้างคลื่นโซนิคบูมมากกว่า 100 เดซิเบลระหว่างการบิน ผู้คนที่อยู่บนพื้นดินได้ยินเสียงเหมือนฟ้าร้องดังสนั่นหวั่นไหว คลื่นกระแทกทำให้หน้าต่างในอาคารที่เครื่องบินบินผ่านพังเสียหาย

เป็น ผลที่ตามมาคือในปี 1973 Federal Aviation Administration บางคนกล่าวว่าการเมืองและธุรกิจขนาดใหญ่ทำให้เกิดการล่มสลายของคองคอร์ดความเร็วเหนือเสียง แต่ทำไมการบินเหนือเสียงจึงถูกห้าม

ประวัติการบินเหนือเสียง

เที่ยวบินเหนือเสียงทางทหารมาก่อนและยังได้รับอนุญาตสำหรับการเดินทางทางบก

Bell X-1

ระฆัง X-1 กลายเป็นเครื่องบินลำแรกที่บินได้เร็วกว่าความเร็วเสียง

©crbellette/Shutterstock.com

สหรัฐอเมริกา พลอากาศตรี Charles E. Yeager บินเครื่องบินลำแรกด้วยความเร็วเหนือเสียง เมื่อวันที่ 14 ตุลาคม พ.ศ. 2490 Bell X-1 หล่นจากเครื่องบินโบอิ้ง B-29 และทำลายกำแพงเสียง ทำความเร็วสูงสุด 700 ไมล์ต่อชั่วโมง (1,126 กม./ชม.) หรือ 1.06 มัค ต่อมาเครื่องบินทหารลำอื่นๆ บินด้วยความเร็วทำลายกำแพงเสียงถึง 2.5 มัค

Tupolev Tu-144

Tu-144 เป็นเครื่องบินขนส่งความเร็วเหนือเสียงเชิงพาณิชย์ลำแรกของโลก

©Fasttailwind/Shutterstock.com

Tupolev Tu-144 ของโซเวียตเป็นรถขนส่งสินค้า หรือ Supersonic Transport (SST) เดิมมีไว้สำหรับผู้โดยสาร มิถุนายน พ.ศ. 2512 มีการบินเหนือเสียงครั้งแรกก่อนที่จะเริ่มบินไปรษณียภัณฑ์ระหว่างมอสโกวและไซบีเรียเป็นประจำในช่วงทศวรรษที่ 70

น่าเสียดายที่เครื่องบิน Tupolev ตกที่งาน Paris Airshow ในปี 1973 ซึ่งเป็นสัญญาณของการเริ่มต้นของการสิ้นสุดหลังจาก Tu-144 ที่บรรทุกผู้โดยสารอีกลำตกในปี 1978

Concorde

โซนิคบูมเหนือพื้นดิน จำกัด Concorde ข้ามมหาสมุทร เที่ยวบินเท่านั้น

©agsaz/Shutterstock.com

เครื่องบิน Concorde ความเร็วเหนือเสียงของฝรั่งเศส/อังกฤษบรรทุกผู้โดยสารหนึ่งร้อยคนและข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกด้วยความเร็ว Mach 2 ตั้งแต่ปี 1976 ถึง 2003 มันยังเดินทางจากนิวยอร์ก ถึงลอนดอนภายในสามชั่วโมง

ตั๋วไป-กลับมีราคาเกือบ 10,000 ดอลลาร์ต่อใบ ในที่สุดก็อนุญาตให้ บริติชแอร์เวย์มีกำไร หลังจากรัฐบาลให้เงินอุดหนุนมาหลายปี เครื่องบินเป็นสัญลักษณ์ของความมั่งคั่งและความเร็ว ซึ่งการออกแบบและการผลิตมาจากเงินภาษีของอังกฤษและฝรั่งเศส

ผู้คนที่อาศัยอยู่ในเส้นทางบินของ Concorde บ่นเกี่ยวกับเสียงที่ดังมาก จากนั้นในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2543 เครื่องบินของสายการบินแอร์ฟรานซ์ประสบอุบัติเหตุตกหลังเครื่องขึ้น คร่าชีวิตทั้ง 109 ดวงบนเครื่องบินอย่างน่าสลดใจ หลังจากนั้น ใช้เวลาหนึ่งปีกว่าที่คองคอร์ดจะได้รับการกวาดล้างและทำการบินอีกครั้ง

การโต้เถียงของคองคอร์ด

ค่าใช้จ่ายในการดำเนินการโดยรวมและปัญหาโดยรอบได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสูงเกินไป ท่ามกลางความขัดแย้ง แอร์บัสบังคับให้คองคอร์ดปลดเกษียณในปี 2546 โดยดึงใบรับรองประเภทและใบรับรองความสมควรเดินอากาศ เนื่องจากในที่สุดสายการบินบริติชแอร์ไลน์ก็ทำกำไรได้ และเพิ่งปรับปรุงและอัปเกรดเครื่องบินจำนวน 5 ลำ พวกเขาจึงหวังว่าจะขนส่งผู้โดยสารต่อไปได้

อย่างไรก็ตาม แอร์บัสปฏิเสธที่จะให้ดำเนินการต่อไป บางคนเชื่อว่าการลงจอดถาวรของเครื่องบินคองคอร์ดมาจากการที่แอร์บัสประสบปัญหาในการขายเครื่องบิน A380 และ A350

Concorde ให้บริการแก่นักธุรกิจอาวุโส Concorde ข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกในเวลาเพียงครึ่งเดียวของเครื่องบินไอพ่นทั่วไป ราคาตั๋วที่สูงของ Concorde อยู่ที่ 10-15% ของราคาชั้นหนึ่ง ประหยัดเวลาเที่ยวบินและเจ็ตแล็กสำหรับผู้บริหาร ชดเชยราคาตั๋ว Concorde พิเศษได้อย่างง่ายดาย เวลาคือเงิน.

ความขัดแย้งระบุว่าตราบใดที่ธุรกิจยังคงบินผู้บริหารของพวกเขาในคองคอร์ด แอร์บัสก็ประสบปัญหาในการขายเครื่องบินใหม่ลำอื่นๆ ต้นทุนการดำเนินงานและเสียงรบกวนที่สูง บวกกับการเมืองทางธุรกิจหลังเหตุเครื่องบินตกในฝรั่งเศส ทั้งหมดนี้มีส่วนทำให้การบินด้วยความเร็วเหนือเสียงนี้ถูกห้าม

พลังระเบิดของโซนิคบูม

 โซนิคบูมเป็นผลต่อเนื่องที่เกิดขึ้นในขณะที่วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเหนือเสียง ความเร็ว

©Katerina_S/Shutterstock.com

นอกจากต้นทุนด้านวิศวกรรมและการผลิตที่สูงแล้ว เที่ยวบินความเร็วเหนือเสียงยังสร้างเสียงระเบิดแบบโซนิคบูมอีกด้วย คองคอร์ดเป็นเครื่องบินเจ็ทธุรกิจที่ค่อนข้างเล็กซึ่งยังคงสร้างความเสียหายให้กับพื้นดิน มันไม่มีเทคโนโลยีลดแรงกระแทก ดังนั้นมันจึงไม่เพียงแต่ส่งเสียงดังอย่างน่าสะพรึงกลัว แต่ยังทำให้หน้าต่างในอาคารและบ้านพังด้วย

ความเร็วในการบินต่ำกว่าเสียงทำให้เครื่องบินสามารถดันอากาศด้านหน้าออกไปได้ ความเร็วเหนือเสียง หมายความว่าเมื่อเครื่องบินเดินทางเร็วกว่าความเร็วแสง จะให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันมาก แทนที่จะผลักอากาศไปข้างหน้าให้พ้นทาง อากาศจะยังคงอยู่นิ่งๆ จนกว่าเครื่องบินจะเข้าใกล้ในระยะครึ่งนิ้ว

จากนั้นอากาศจะระเบิดออกภายในเวลาไม่กี่ล้านวินาที ความร้อนและแรงอัดสูงส่งคลื่นกระแทกออกไปไกลถึง 30 ไมล์ โดยมีการสั่นสะเทือนมากพอที่จะสร้างความเสียหายให้กับโครงสร้างพื้นดิน

อธิบายเกี่ยวกับคลื่นกระแทก

วิธีง่ายๆ ในการทำความเข้าใจคลื่นกระแทกคือการนึกถึงกระบวนการที่มองเห็นได้. เป็นการยากที่จะจินตนาการว่าอากาศกดทับแล้วแตกออก ให้นึกถึงวิธีที่เรือแล่นผ่านน้ำและดันไปข้างหน้า

น้ำเคลื่อนออกจากหัวเรือและกระจายไปทั่วทะเลสาบ คุณอาจได้ยินเรียกว่า”ตื่น”หรือ”หน้าคลื่น”คลื่นโค้งของน้ำที่มองเห็นได้ซึ่งเคลื่อนผ่านทะเลสาบนี้มีลักษณะคล้ายกับคลื่นโซนิคบูมจากเครื่องบินที่รบกวนอากาศในเส้นทางของมัน

คลื่นกระแทกหรือโซนิคบูมมาจากการเปลี่ยนแปลงแรงดันอย่างรวดเร็วภายในพื้นที่แคบๆ เมื่อ เครื่องบินเดินทางผ่านอากาศด้วยความเร็วที่เร็วกว่าเสียง

ทำไมจึงถูกห้ามบินเหนือเสียงจริงหรือ

การห้ามโซนิคบูมมีขึ้นหลังจากที่ชาวอเมริกันยื่นคำร้องต่อกองทัพอากาศหลายหมื่นครั้ง เครื่องบินไอพ่นความเร็วเหนือเสียงในช่วงปี 1950 และ 1960 จากนั้น Federal Aviation Administration (FAA) ก็ห้ามเที่ยวบินพาณิชย์ความเร็วเหนือเสียงในปี 1973 กฎหมาย FAR 91.817 ยังคงมีผลบังคับใช้เพื่อจำกัดโซนิคบูม

กฎหมาย

สหรัฐ รัฐไม่ใช่ประเทศเดียวที่มีข้อห้ามเรื่องโซนิคบูม Richard Wiggs นักเคลื่อนไหวชาวอังกฤษได้เริ่มโครงการ Anti-Concorde ในปี 1966 เพื่อท้าทายเครื่องบินขนส่งความเร็วเหนือเสียงทั้งหมด เขาใช้โฆษณาในหนังสือพิมพ์เต็มหน้าเพื่ออ้างว่าเครื่องบินส่งผลกระทบต่อชั้นโอโซน นอกเหนือจากมลพิษทางเสียง

เมื่อถึงเวลาที่คองคอร์ดพร้อมที่จะบิน วิกส์และโปรเจ็กต์ของเขาได้โน้มน้าวให้ผู้ฟังจำนวนมากเพียงบินเหนือน้ำเท่านั้น ไม่ใช่บนบก

ตัวอย่างเช่น การท่าเรือของนิวยอร์กและนิวเจอร์ซีย์สั่งห้ามไม่ให้คองคอร์ดลงจอดที่สนามบินเจเอฟเคเป็นการชั่วคราวในปี 2519 เนื่องจากการประท้วงเรื่องเสียงดัง รถยนต์ราว 2,000 คันหยุดการจราจรใกล้สนามบินเพื่อต่อต้านการระเบิดของโซนิคบูม

ประเทศอื่นๆ ก็มีกฎหมายต่อต้านเสียงโซนิคบูมเช่นกัน

แคนาดาอนุญาตให้ทำการบินด้วยความเร็วเหนือเสียงในพื้นที่ที่มีประชากรน้อยเท่านั้น ชาวมาเลเซียและฝ่ายนิติบัญญัติคัดค้านเที่ยวบินคองคอร์ดไปยังสิงคโปร์ที่อยู่ใกล้เคียง ทำให้ต้องหยุดบินหลังจากสามเที่ยวบิน องค์การการบินพลเรือนระหว่างประเทศห้ามมิให้โซนิคบูมตกถึงพื้นผิวโลก

แผนในอนาคตสำหรับเที่ยวบินความเร็วเหนือเสียง

ด้วยคำมั่นสัญญาว่าเที่ยวบินความเร็วเหนือเสียงเชิงพาณิชย์จะกลับมาอย่างเร็วที่สุดในปี 2572 นักเดินทางตั้งตารอที่จะลดเวลาเที่ยวบินและการเดินทางรอบโลกที่เข้าถึงได้มากขึ้น

NASA/Lockheed Martin Questt

ภารกิจ Quest ของ NASA มีจุดมุ่งหมายเพื่อออกแบบและสร้าง เครื่องบินวิจัย X-59 ร่วมกับ Lockheed Martin ในเมืองปาล์มเดล รัฐแคลิฟอร์เนีย Questt ย่อมาจาก Quiet SuperSonic Technology

กลุ่มวิศวกรและนักวิจัยใช้เทคโนโลยีขั้นสูงเพื่อลดความดังที่น่าตกใจของโซนิคบูมให้เป็นเสียงกระแทกเบาๆ สำหรับผู้ที่อยู่บนพื้น หลังจากเสร็จสิ้นการสร้าง NASA จะบินเครื่องบินเหนือชุมชนในสหรัฐอเมริกาและรวบรวมข้อมูลการตอบสนองของมนุษย์ต่อเสียงการบินเหนือเสียง

ภารกิจนี้มีแผนที่จะนำเสนอข้อมูลต่อหน่วยงานกำกับดูแลของสหรัฐอเมริกาและนานาชาติในปี 2570 โดยมีเป้าหมายในการสร้างกฎใหม่ที่ใช้เสียงสำหรับการบินเหนือเสียงบนบก

เป้าหมายคือเพื่อให้ผู้ผลิตเครื่องบินสามารถ ใช้เทคโนโลยีการปราบปรามคลื่นเสียงบนเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงเชิงพาณิชย์ในอนาคต จากนั้น คุณจะสามารถบินจากลอสแองเจลิสไปนิวยอร์กได้ภายในเวลาอาหารกลางวัน

นี่คือบางส่วนของลำดับเวลาที่สำคัญของโครงการ:

ระยะที่ 1: การพัฒนาอากาศยานปี 2018–2024,ระยะที่ 2: การตรวจสอบเสียงปี 2024 ระยะที่ 3: การศึกษาการตอบสนองของชุมชนปี 2025-2026 ข้อมูลสุดท้ายสำหรับหน่วยงานกำกับดูแลปี 2027

American Airlines/Boom Supersonic

ในขณะที่ NASA และ Lockheed Martin สร้างและทดสอบ X-59 บริษัทต่างๆ เช่น American Boom Supersonic และ Oscar Viñals ของสเปนแข่งขันกันเพื่อให้สามารถบินด้วยความเร็วเหนือเสียงเชิงพาณิชย์ได้ภายในปี 2029 นั่นหมายความว่าคุณสามารถบินจากนิวยอร์กไปลอนดอนได้ภายใน 3.5 ชั่วโมงแทนที่จะเป็น 7 ชั่วโมง 

Boom เรียกเก็บเงินจากเครื่องบินความเร็วเหนือเสียง Overture ในฐานะ”เครื่องบินโดยสารที่เร็วที่สุดในโลก-ได้รับการปรับแต่งเพื่อความเร็ว ความปลอดภัย และความยั่งยืน”รูปลักษณ์ที่โฉบเฉี่ยวของเครื่องบินมาจากส่วนลำตัวที่โค้งมนซึ่งปรับการไหลเวียนของอากาศให้เหมาะสม ส่งผลให้ประหยัดเชื้อเพลิงสูงขึ้นและแรงต้านลดลง

บริษัทกล่าวว่า “ผลผลิตมาบรรจบกับความเงียบสงบ” และเครื่องบินลำนี้เป็นสิ่งที่สวยงาม ตั้งแต่รูปทรงเพรียวบางไปจนถึงการจัดที่นั่งที่นำเสนอ ทำให้การเดินทางทางอากาศมีอนาคต

ทำไมเครื่องบินเหนือเสียงจึงถูกห้าม? คำถามที่พบบ่อย (คำถามที่พบบ่อย)

การบินเหนือเสียงเป็นไปได้หรือไม่

การบินเหนือเสียงเป็นไปได้ แต่ปัจจุบันผิดกฎหมายสำหรับเครื่องบินพาณิชย์เนื่องจากเสียงดัง อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีใหม่กำลังอยู่ในกระบวนการสร้างคลื่นกระแทกที่เงียบกว่าแทนที่จะเป็นเสียงระเบิดดังสนั่น

American Airlines สั่งซื้อเครื่องบิน 20 ลำจาก Boom Supersonic และหวังว่าจะกลับมาสู่ธุรกิจการบินเหนือเสียงเชิงพาณิชย์ภายในปี 2572

เหตุใดการทำลายเสียงจึงผิดกฎหมาย สิ่งกีดขวาง

เมื่อความเร็วของเครื่องบินเกิน 1 มัค มันจะรบกวนความกดอากาศโดยรอบและสร้างคลื่นกระแทก เรียกว่า โซนิคบูม คลื่นกระแทกจะได้ยินและรู้สึกได้ไกลถึง 30 ไมล์

เหตุใดเที่ยวบินเหนือเสียงจึงบินเหนือพื้นดินไม่ได้

ความเร็วเหนือเสียงเชิงพาณิชย์ เที่ยวบินไม่สามารถบินเหนือพื้นดินได้เนื่องจากเสียงโซนิคบูมที่คุณได้ยินเป็นระยะทางหลายไมล์ นอกจากเสียงระเบิดดังกึกก้องที่ทำให้คนบนพื้นตกใจ คลื่นกระแทกยังทำให้หน้าต่างในอาคารแตก

ทำไมเครื่องบินเจ็ทขับความเร็วเหนือเสียงที่งานแอร์โชว์ไม่ได้

ความเร็วที่เร็วที่สุดที่ Blue Angels Air Show มีความเร็วประมาณ 700 ไมล์ต่อชั่วโมง (ต่ำกว่า Mach 1) โซนิคบูมเกิดขึ้นเมื่อเครื่องบินมีความเร็วเกินเสียงหรือ 344 ม./s (761.2 ไมล์ต่อชั่วโมง) Blue Angels ไม่ได้รับอนุญาตให้ขับเกินความเร็วของเสียงเนื่องจากข้อบังคับการลดเสียงรบกวนเหนือแผ่นดินของสหรัฐอเมริกา

ทำไมเฮลิคอปเตอร์ถึงขับความเร็วเหนือเสียงไม่ได้/p>