لاکهیدمارتین X-59 QueSST؛ اولین جت مافوق‌صوتی که دیوار صوتی را نمی‌شکند

دیو ریچاردسون، مدیر برنامه‌ی ایکس ۵۹ در لاکهید مارتین می‌گوید:

ما فناوری سوپرسونیک آرام این هواپیما را با استفاده از مواد جادویی گران‌قیمت یا موتورهای عجیب‌وغریب نساختیم! اگر می‌بینید ظاهر ایکس ۵۹ بیشتر به یک سفینه فضایی انیمه‌ای شباهت دارد تا وسیله‌ای که توسط انسان‌ها ساخته شده، به این دلیل است که هواپیما در بُعدی دیگر، توسط کامپیوترها و انسان‌ها، از طریق نرم‌افزار ویژه‌ای که توسط مهندسان شرکتی مستقر در بتسدای مریلند توسعه‌ یافته، طراحی شد.

هرچند کنکورد تا زمان بازنشستگی در سال ۲۰۰۳ به پرواز ادامه داد، اما اکثر خطوط هوایی نمی‌توانستند هزینه‌های عملیاتی هواپیما را توجیه کنند؛ زیرا قابلیت‌های مافوق‌صوت آن فقط می‌توانست بر فراز آب استفاده شود. ریچاردسون توضیح می‌دهد:

پیشرفت واقعی برای پرواز مافوق‌صوت زمانی حاصل می‌شود که بتوانیم دوباره بر فراز خشکی پرواز کنیم. به‌ویژه در مسیرهای طولانی که در آن‌ها این نوع پرواز مزیت و ارزش بیشتری دارد.

لاکهیدمارتین دقیقاً می‌خواست چنین هواپیمایی بسازد.

تیم مشهور هوافضای اسکانک ورکز لاکهیدمارتین، از سال‌ها قبل از پروژه‌ی ایکس ۵۹ به دنبال راه‌حلی برای بهبود شرایط هواپیماهای پیشرفته‌ی مسافربری بود. آن‌ها سال ۲۰۱۳، طراحی مفهومی هواپیمای اصلاحی C100 را توسعه داده بودند که تا حدودی شبیه نسخه کوتاه‌تر کنکورد بود و موتور درست روی پشت آن قرار می‌گرفت و دم V شکلی داشت.

سپس تیم مدل C435 را طراحی کرد که همچنان طراحی دم V شکل را نگه می‌داشت؛ اما بدنه‌ی آن بسیار بلندتر، بال‌ها کوچک‌تر و دماغه‌ی هواپیما هم نوک‌تیزتر می‌شد.

سال ۲۰۱۵، تیم طرح جدید خود را با نام C603 ارائه داد که کاناردها را به بخش جلویی بدنه‌ی هواپیما اضافه می‌کرد: کاناردها درحقیقت همان دو بالک کوچکی هستند که نزدیک کابین خلبان در انتهای دماغه‌ی X-59 هم مشاهده می‌کنید.

این مدل همچنین موتور را عقب‌تر برد و بال‌ها را در دو زاویه مختلف قرار داد، ابتدا به سمت بالا و سپس در اطراف قسمت میانی به سمت پایین. در نهایت پنجمین طرح یعنی C605 به نمونه‌ی اولیه‌ی طراحی مقدماتی X-59 تبدیل شد.

با شروع فاز اول پروژه‌ی کوئست، تیم تحقیقاتی مشترک ناسا و لاکهید مارتین به بررسی جامع چالش‌های اصلی پرداختند و با استفاده از مدل‌های پیشرفته دینامیک سیالات محاسباتی، رفتار امواج شوک و نحوه شکل‌گیری آنها در سرعت‌های مافوق‌صوت را به‌طور دقیق تحت بررسی قرار دادند.

درواقع به لطف محاسبات سرعت بالا و مدل‌های یادگیری ماشینی بود که محققان توانستند به‌طور دقیق تعامل شوک‌های صوتی و نحوه انتشار آن‌ها را در ارتفاع ۵۰ هزار فوتی (حدود ۱۵ کیلومتری) زمین پیش‌بینی کنند. چنان‌ که ریچاردسون می‌گوید:

ما تا دو دهه قبل بدون قدرت پردازشی فعلی قادر نبودیم پروسه‌ها را این‌طور تخمین بزنیم. البته ما می‌توانستیم این نوع هواپیما را طراحی کنیم، بله. ولی تصور کنید که باید سیستم را با هزینه‌های بسیار زیاد، صدها و شاید هزاران بار در تونل باد قرار می‌دادیم که سال‌ها زمان می‌برد. اصلاً قابل‌ قیاس با آنچه کامپیوترهای امروزی انجام می‌دهند، نبود.