סוכנות החלל של ארצות הברית ערכה בסוף השבוע בהצלחה את הטיסה העל-קולית הראשונה של מטוס X-59, המטוס השקט שעוצב כך שטיסתו לא תיצור בומים על-קוליים חזקים. המטוס ביצע את טיסת הבכורה שלו לפני יותר מחצי שנה, ומאז עשה כמה טיסות לבדיקות בטיחות וביצועי טיסה שבהן הוא לא עבר את מהירות הקול.
המטוס החדיש של נאס"א שבר את מהירות הקול
(צילום: נאס"א)
בסופ"ש הוא המריא מבסיס חיל האוויר אדוארדס בקליפורניה ובגובה של כ-13 קילומטר שבר את מחסום הקול בפעם הראשונה והגיע למהירות של 1,147 קמ”ש – מאך 1.1. כעבור 81 דקות הנחית אותו הטייס ג’ים לס (Less) בביטחה בבסיס שממנו המריא.
עוד כתבות באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי:
המרשם לבריאות הנפש שלא תמצאו בבית המרקחת
“אפשר להריץ על זה את המשחק DOOM?”
לשתף את ה-DNA
“הטיסה העל-קולית הראשונה של ה-X-59 היא עדות למנהיגות האמריקנית במדע, בהנדסה ובחדשנות בתחומי האווירונאוטיקה והחלל”, אמר מייקל קרטסיוס (Kratsios), יועצו של הנשיא טראמפ לענייני מדע וטכנולוגיה וראש לשכת מדיניות המדע של ארצות הברית. “ההישג מגיע בזמן שממשל טראמפ פועל להתיר טיסות על-קוליות ולממש את החדשנות והיצירתיות האמריקנית”.
לכוון את הגלים למעלה
במשך השנים היו כמה נסיונות לפתח כלי טייס על-קוליים שקטים, אך אף אחד מהם לא הראה התקדמות משמעותית בתחום. בשנת 2018 העניקה נאס”א כ-250 מיליון דולר לחברת לוקהיד מרטין לבניית מטוס כזה, שקיבל את השם X-59. באוקטובר 2025 ביצע המטוס את טיסתו הראשונה, ומאז השלים סדרה של טיסות ניסוי בלי לעבור את מהירות הקול.
אורכו של מטוס X-59 הוא כ-33.5 מטרים, קצת יותר מאורכו של מגרש כדורסל. כשליש מהאורך הזה הוא אף שפיצי ארוך במיוחד, שנועד להפחית את היווצרות גלי ההלם בעת מעופו במהירות על-קולית. גם שאר הגוף מעוצב כצינור מוארך, עם כמה שפחות בליטות, כדי להפחית ככל האפשר את היווצרות גלי הקול. בגלל העיצוב הייחודי והאף הארוך, אין לתא הטייס חלון קדמי: את מה שקורה בחזית המטוס רואה הטייס בעזרת מצלמות שמותקנות בגוף המטוס, ומסך שנמצא מולו במקום חלון.
3 צפייה בגלריה
עיצוב ייחודי. מטוס X-59 (רחוק מהמצלמה) עם מטוס F-18 שמלווה אותו לצרכי מחקר בטיסת הבכורה של ה-X-59 באוקטובר 2025
(צילום: NASA / Jim Ross)
בליטות נוספות כמו כנפוני העילוי (קנארד) והמייצבים עוצבו בצורה שתפחית את היווצרות הגלים, ותתרום לכך שהמטוס יגרום להיווצרות גלים קטנים רבים ולא גלים גדולים מעטים, מה שמפחית את הסיכוי להתפתחות של גל הלם גדול מאיחוד הגלים. גם הזנב עוצב כדי להפחית את גלי ההלם, ותוכנן לפי זוויות שמפחיתות את הכוונת הגלים אל הקרקע.
בעוד במטוסים רבים המנוע מותקן מתחת לגוף המטוס, ב-X-59 המנוע וכונסי האוויר, שאוספים ומנתבים אליו את האוויר, מותקנים מעל גוף המטוס, סמוך לזנב. כך הגוף עצמו ממסך חלק גדול מגלי הקול של המנוע ומונע מהם להגיע לקרקע. גם פתח הפליטה של המנוע מעוצב כדי להפחית את הפניית הגלים לכיוון הקרקע. העיצוב הסופי של כל המרכיבים האלה נעשה בעזרת מערכת הדמיה דיגיטלית שבוחנת את פיזור גלי הקול, ומסייעת להגיע לאופטימיזציה של חתימת קול נמוכה ככל האפשר. בנאס”א אומרים כי התוצאה צפויה להיות שהבום העל-קולי יישמע על הקרקע ככל היותר כמו טריקת דלת של מכונית, ולא כמו פיצוץ עז.
אתגר הנדסי, אתגר כלכלי
המטרה של תוכנית QueSST היא לספק את הידע שיאפשר לפתח מטוסי נוסעים על-קוליים שקטים. מטוסים כאלה יוכלו לקצר משמעותית את משך הטיסות בין יעדים רחוקים, בלי הרעש שפוגע באדם ובסביבה. מה לסוכנות החלל ולפרויקט שאינו קשור לחלל? ובכן, שמה המלא של הסוכנות הוא מינהלת האווירונאוטיקה והחלל הלאומית (NASA), ואף על פי שחלל הוא תחום עיסוקה העיקרי, היא תורמת את חלקה גם במחקרי אווירונאוטיקה.
לאחר טיסת הבכורה המוצלחת צפויות למטוס עוד ועוד טיסות ניסוי על-קוליות, במהירות של עד בערך מאך 1.4 – כלומר פי 1.4 ממהירות הקול בתנאי הטיסה. מהירות הקול אינה מוחלטת, אלא תלויה בצפיפות האוויר, בטמפרטורה ובגורמים נוספים. בעוד סמוך לפני הקרקע המהירות היא כ-343 מטרים בשנייה (1,235 קמ”ש), בגובה רב היא נמוכה יותר.
3 צפייה בגלריה
ראש נאס"א, ג'ארד אייזקמן (במרכז) עם טייסי הניסוי של ה-X-59, ג'ים לס (מימין) שביצע את הטיסה העל-קולית הראשונה ונילס לארסון (Larson)
(צילום: נאס"א)
בטיסות האלה ילוו את ה-X-59 מטוסים נוספים, שיטוסו מאחוריו בגובה נמוך יותר, וימפו את גלי הקול שהוא יוצר. השלב הבא בתוכנית יהיה ביצוע ניסויי טיסה מעל ערים בארצות הברית, שבהן גם ימדדו את עוצמת הבומים באמצעות חיישנים רגישים וגם יראיינו תושבים כדי להעריך את השפעת הבומים העל-קוליים המוחלשים.
הפרויקט צפוי להניב ידע מדעי מעניין, ולהמחיש שגם אם איננו יכולים לשנות את חוקי הפיזיקה, אנו בהחלט יכולים למצוא דרכים יצירתיות לנצל אותם לטובתנו. אבל אפילו אם המטוס הניסויי יעמוד בכל היעדים, מכאן ועד פיתוח מטוסי נוסעים על-קוליים עדיין יהיה מרחק רב. בשל גודלם, מטוסים כאלה יוצרים בומים על-קוליים חזקים במיוחד, והפחתת הרעש שלהם תהיה אתגר הנדסי משמעותי. אך זו לא הבעיה היחידה: עוד לפני התמודדות עם הרעש, טיסה על-קולית היא אתגר הנדסי לא פשוט, בשל העומסים הכבדים על גוף המטוס, החיכוך המוגבר עם האוויר, צריכת הדלק הגבוהה ועוד. אפילו במטוסי קרב שמותאמים היטב לטיסה על-קולית, מעדיפים בדרך כלל להגביל אותה למצבים חיוניים בלבד, כדי להפחית את הבלאי. במטוסי נוסעים חלק מהאתגרים האלה גדולים עוד יותר בגלל הגודל ודרישות הבטיחות. פרויקט הקונקורד בוטל בראש ובראשונה מסיבות כלכליות, כך שכלל לא בטוח שתהיה כדאיות כלכלית לטיסות נוסעים על-קוליות, אפילו אם הן יהיו חרישיות מאוד.
איתי נבו, מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
