เครื่องบินโดยสารเร็วเหนือเสียง สู่ยุคสมัยซุปเปอร์โซนิค
ความเร็วเหนือเสียง อาจเป็นระดับความเร็วมาตรฐานของเครื่องบินรบ แต่เป็นไปได้ยากกับเครื่องบินทั่วไป โดยเฉพาะหลังความล้มเหลวของ Concorde แต่ล่าสุดหลายบริษัทต่างมุ่งมั่นพัฒนาเทคโนโลยีนี้ไม่เว้นแม้แต่ NASA จนเราอาจเข้าสู่ยุคสมัยซุปเปอร์โซนิคในไม่ช้า
Supersonic หรือที่เรารู้จักกันดีในฐานะ ความเร็วเหนือเสียง เป็นระดับความเร็วสูงเหนือเสียงหรือเร็วเกิน 346 เมตร/วินาที ขึ้นไป สามารถทำให้เกิดคลื่นกระแทกโซนิคบูมเมื่อเคลื่อนที่ ซึ่งจะสร้างภาระให้แก่ตัวนักบินและอากาศยานที่ใช้ความเร็วระดับนี้ไปพร้อมกัน
ระดับความเร็วเหนือเสียงสามารถพบได้ทั่วไปในอากาศยานที่ใช้ในกองทัพ เครื่องบินขับไล่ส่วนมากล้วนข้ามเพดานความเร็วนี้ได้ทั้งสิ้น แต่จากข้อจำกัดของเทคโนโลยีทำให้ที่ผ่านมา ระดับความเร็วเหนือเสียงจึงถูกจำกัดการใช้งานในหมู่เครื่องบินรบเป็นหลัก
แต่จะเป็นอย่างไรเมื่อทั่วโลกเริ่มพัฒนาเครื่องบินโดยสารความเร็วเหนือเสียงขึ้นมา
X-59 สุดยอดเครื่องบินโดยสารจาก NASA
โครงการพัฒนาเครื่องบินโดยสารความเร็วเหนือเสียงไม่ได้เกิดขึ้นเป็นครั้งแรก ที่ผ่านมามีความพยายามในการผลักดันเกิดขึ้นหลายครั้ง น่าเสียดายที่การวิจัยเหล่านั้นกลับไม่ประสบความสำเร็จนัก และด้วยเหตุการณ์เครื่อง Concorde ตกในปี 2000 จนเกิดผู้เสียชีวิตกว่า 113 ชีวิต โครงการทั้งหลายจึงล้มเลิกการพัฒนาไป
แต่ล่าสุดหน่วยงานทางอวกาศที่เรารู้จักกันดีอย่าง NASA ที่ครั้งนี้พวกเขามาพร้อมกับเครื่องบิน X-59 เครื่องบินโดยสารความเร็วเหนือเสียงรุ่นใหม่ ที่สามารถเปลี่ยนเที่ยวบินจากนิวยอร์กสู่ลอนดอนที่เคยใช้เวลาราว 8 ชั่วโมง ให้เหลือระยะเวลาเพียง 90 นาทีเท่านั้น
เครื่องบินลำนี้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการ Advanced Air Vehicles(AVV) ในการวิจัยอากาศยานโดยสารความเร็วสูง เพื่อยกระดับเทคโนโลยีการเดินทางบนฟากฟ้า มีเป้าหมายในการพัฒนาอากาศยานความเร็วเหนือเสียงให้เหนือกว่าที่ Concorde เคยทำไว้ในระดับ 2.04 มัค(2,179 กิโลเมตร/ชั่วโมง)
X – 59 ถือเป็นอากาศยานรุ่นใหม่ภายใต้ความสำเร็จของโครงการ โดยจะสามารถทำความเร็วสูงสุดได้ถึง 4 มัค(4,914 กิโลเมตร/ชั่วโมง) เหนือกว่าความเร็วสูงสุดของเครื่องบินโดยสารความเร็วเหนือเสียงที่เคยมี และย่นเวลาในกาเดินทางข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกให้เหลือเพียง 90 นาที
นอกจากจะทำการวิจัยเครื่องบินโดยสารความเร็วเหนือเสียงแล้ว อีกส่วนทีได้รับความสนใจไม่แพ้กันคือลดผลกระทบในการบิน หนึ่งในปัญหาสำคัญอย่างมลพิษทางเสียงที่เกิดขึ้นกับเขตท่าอากาศยาน โดยจะพัฒนาให้คลื่นกระแทกจากโซนิคบูมเหลือเพียงเสียงกระหึ่มทั่วไปเพื่อลดผลกระทบที่จะเกิดขึ้น
ทาง NASA คาดว่าจะเริ่มการทดสอบการบิน X – 59 ในปี 2023 และจะเสร็จสมบูรณ์พร้อมใช้งานภายในปี 2027
อนาคตแห่งอากาศยาน สู่โลกความเร็วเหนือเสียง
การพัฒนา X-59 ถือเป็นก้าวสำคัญของ NASA ที่เข้าใกล้ความสำเร็จในการพัฒนาเครื่องบินโดยสารความเร็วเหนือเสียงไปอีกขั้น แต่อากาศรุ่นใหม่ที่มีความเร็วเพิ่มขึ้นแบบก้าวกระโดดไม่ใช่เป้าหมายเพียงหนึ่งเดียว พวกเขายังมุ่งมั่นพัฒนาให้อากาศยานนับจากนี้ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมยิ่งขึ้นด้วยเช่นกัน
หนึ่งในความพยายามที่ว่าคือการลดระดับมลพิษทางเสียงตามที่กล่าวไปข้างต้น อีกส่วนคือการพัฒนาอากาศยานพลังงานสะอาด กับเครื่อง X-57 เครื่องบินโดยสารความเร็วเหนือเสียงที่ขับเคลื่อนโดยพลังงานไฟฟ้า อาศัยการจ่ายพลังงานผ่านแบตเตอรี่ ถือเป็นอากาศยานเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมความเร็วเหนือเสียงลำแรก แต่น่าเสียดายที่แม้จะสร้างเสร็จสมบูรณ์ แต่การบินทดสอบและโครงการต่างถูกระงับไปเสียก่อน
แน่นอนไม่ได้มีเพียง NASA ที่พัฒนาเครื่องบินโดยสารความเร็วเหนือเสียง บริษัท Boom Supersonic เองก็พัฒนาอากาศยานรุ่นใหม่นี้เช่นกัน นำไปสู่ Overtune เครื่องบินเชิงพาณิชย์ที่มีระดับความเร็วสูงสุดในปัจจุบัน กับศักยภาพในการจุคนได้มากถึง 80 คน และมีความเร็วสูงสุดอยู่ที่ 1.7 มัค(2,082 กิโลเมตร/ชั่วโมง)
อีกทั้งนี่จะเป็นเครื่องบินโดยสารความเร็วเหนือเสียงลำแรกที่ใช้พลังงานสะอาด โดยเปลี่ยนเชื้อเพลิงที่ใช้จากน้ำมันเชื้อเพลิงทั่วไปมาเป็น sustainable aviation fuels เชื้อเพลิงชีวภาพอากาศยาน ซึ่งมีคุณสมบัติลดการปล่อยคาร์บอนน้อยมากจนเกือบเป็นศูนย์ ถือเป็นอีกหนึ่งก้าวของอากาศยานพลังงานสะอาดอีกด้วย
จริงอยู่แม้เครื่อง Overtune จะถูกยกเลิกออเดอร์สั่งซื้อล่วงหน้าจาก Virgin Galactic แล้วก็จริง แต่ทางบริษัทยังคงมีออเดอร์ที่ได้รับการสั่งจองจากทั้ง American Airlines, United Airlines และ Japan Airlines ทำให้โครงการยังสามารถดำเนินต่อไปได้อย่างราบรื่น โดยปัจจุบันมีออเดอร์สั่งซื้ออยู่ที่ 130 ลำ และจะพร้อมสำหรับใช้งานในปี 2024 ตามแผนที่วางไว้
อีกหนึ่งบริษัทที่สนใจในด้านนี้คือ Destinus สตาร์อัพด้านการบินและอวกาศจากยุโรป กับการพัฒนาเครื่องบิน Destinus 3 อีกหนึ่งเครื่องบินโดยสารความเร็วเหนือเสียงที่อาศัยเชื้อเพลิงไฮโดรเจน โดยจะสามารถรองรับผู้โดยสารได้มากถึง 400 คน และสามารถขับเคลื่อนด้วยความเร็วสูงสุด 6 มัค คาดว่าจะสามารถเปิดตัวได้ในปี 2030 – 2032
ทิศทางการพัฒนาเหล่านี้ล้วนแสดงให้เห็นว่า เรากำลังจะก้าวเข้าสู่การเดินทางความเร็วเหนือเสียงในไม่ช้า
แน่นอนการพัฒนาเครื่องบินโดยสารความเร็วเหนือเสียงเหล่านี้ยังมีอุปสรรคหลายอย่าง ทั้งในด้านการใช้พลังงานสะอาด, ระยะทาง, มลพิษทางเสียง แต่ที่สำคัญสุดคือความปลอดภัย เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดเหตุการณ์ซ้ำร้อยกับเครื่อง Concorde เมื่อปี 2000 อีก
ที่มา
https://www.posttoday.com/innovation/1395
https://edition.cnn.com/travel/article/nasa-supersonic-flights-x59-scn/index.html
https://newatlas.com/aircraft/nasa-s-x-57-stays-grounded-despite-project-successes/
https://interestingengineering.com/innovation/virgin-cans-overture-supersonic-jet