Volar más rápido que la velocidad del sonido todavía suena futurista para la gente normal, más de 15 años después de que terminaran los últimos vuelos comerciales supersónicos. Los aviones que hicieron esos viajes los 14 aviones conocidos colectivamente como Concorde, voló de 1976 a 2003. Viajó tres veces más rápido que los aviones de pasajeros regulares, pero las aerolíneas que lo volaron no pudieron obtener ganancias con sus viajes.

La razón por la que el Concorde no era rentable fue, De hecho, un efecto secundario de su velocidad. Cuando el avión aceleraba más allá de la velocidad del sonido, alrededor de 760 mph, creaba ondas de choque en el aire que golpeaban el suelo con un ruido sordo y repentino:un "boom" sónico. Es tan alarmante para las personas en tierra que las regulaciones federales de los EE. UU. Prohíben que todos los aviones comerciales vuelen más rápido que la velocidad del sonido sobre la tierra.

Esas reglas, y la cantidad de combustible que podría transportar el avión, limitó efectivamente el Concorde a vuelos transatlánticos. Operar el avión seguía siendo tan caro que un billete de ida entre Londres y Nueva York podía costar más de 5 dólares estadounidenses. 000. Y el Concorde a menudo volaba con la mitad de sus asientos vacíos.

El principal beneficio de los viajes supersónicos es la reducción del tiempo de vuelo. Un vuelo de tres horas a través del Atlántico podría hacer posible un viaje de un día desde los EE. UU. A Londres o París, esencialmente ahorrando un día de trabajo completo. Como ingeniero aeroespacial que estudia vehículos aéreos de alta velocidad, Creo que los recientes avances en tecnología y las nuevas tendencias en los viajes aéreos comerciales podrían hacer que los vuelos supersónicos sean económicamente viables. Pero las regulaciones tendrán que cambiar antes de que los civiles puedan atravesar los cielos más rápido que el sonido.

Superando el boom

Como un avión vuela por el aire, crea ondas de perturbación de presión que viajan a la velocidad del sonido. Cuando la aeronave vuela más rápido que el sonido, las perturbaciones se comprimen juntas en una perturbación más fuerte llamada onda de choque. Los patrones de ondas de choque alrededor de los aviones supersónicos se obtuvieron recientemente en experimentos de la NASA. Cuando un avión supersónico sobrevuela, algunas de las ondas de choque pueden llegar al suelo. Este es el boom sónico que se experimenta como un golpe sordo.

Los vuelos comerciales están regulados en los EE. UU. Por la Administración Federal de Aviación. Para proteger al público de las explosiones sónicas, Las regulaciones actuales de la FAA prohíben el vuelo sobre tierra de cualquier avión comercial a velocidad supersónica.

Sin embargo, La NASA está trabajando para reducir significativamente el boom sónico en su programa X-59. Dando forma cuidadosa a la aeronave, el objetivo es debilitar las ondas de choque o evitar que lleguen al suelo.

Con demostraciones de vuelo programadas para comenzar en 2021, El éxito en el proyecto de la NASA podría eliminar una barrera importante para el vuelo supersónico.

Ruidoso en el suelo también

Mi padre me llevó a ver despegar el Concorde a principios de la década de 1970, y lo que recuerdo después de todos estos años es el ruido. Hoy en día, Reconozco que el ruido de aterrizaje y despegue en los aeropuertos es una segunda barrera para los aviones supersónicos. El ruido de los aeropuertos también está regulado en los EE. UU. Por la FAA, y las reglas actuales requieren que los aviones supersónicos cumplan con los mismos estándares de ruido de aeropuerto que los aviones subsónicos. El Concorde era tan ruidoso sin embargo, que se le debía otorgar una excepción a esas reglas.

Los últimos aviones subsónicos utilizan motores a reacción muy grandes que ofrecen una alta eficiencia de combustible. Estos motores también reducen en gran medida el ruido del aeropuerto al acelerar un mayor volumen de aire a una velocidad más baja que los motores más pequeños. Los nuevos motores son tan silenciosos que los reguladores han podido disminuir dos veces la cantidad de ruido que pueden hacer los aviones desde que el Concorde dejó de volar.

Esos estándares ahora son mucho más difíciles de cumplir para los aviones supersónicos. Eso es porque los aviones supersónicos no pueden usar los grandes motores nuevos, lo que aumenta enormemente la resistencia a alta velocidad. Ese, Sucesivamente, requiere que se lleve más combustible a bordo del avión y se queme en vuelo, que es a la vez pesado y caro. Esencialmente, en el diseño de aviones supersónicos, hay que encontrar un compromiso entre el ruido y la eficiencia.

Desarrollos positivos

Sin embargo, Algunas innovaciones recientes para la reducción del ruido de los aeropuertos en aviones subsónicos también producirán reducciones para los vehículos supersónicos en comparación con el diseño del Concorde de la década de 1960. Estos avances incluyen el uso de chevrones en las boquillas de los motores a reacción para reducir el ruido de las mismas al mezclar de manera más eficaz el gas del motor con el flujo de aire externo.

También, con la velocidad y precisión mejoradas de las simulaciones por computadora, ahora es más fácil explorar nuevos diseños de fuselajes que reduzcan el ruido.

Además de los avances tecnológicos desde que se retiró el Concorde, También se han producido cambios importantes en los patrones de viajes aéreos comerciales. Específicamente, Ha habido un aumento significativo en el uso de aviones de negocios comerciales y su propiedad por parte de personas adineradas. Entonces, Un enfoque prometedor para la reintroducción de aviones comerciales supersónicos es desarrollar aviones para pequeñas empresas. Este es el enfoque adoptado por Aerion.

Actualizando las reglas

La tecnología y las fuerzas del mercado están haciendo que los aviones supersónicos sean más aceptables y asequibles, pero las reglas de aviación relevantes no han cambiado desde la era Concorde. En su Ley de reautorización de 2018, Se requiere que la FAA revise las regulaciones para aeronaves supersónicas sobre boom sónico y ruido de aeropuerto.

Recientemente, la actual administración de los Estados Unidos señaló que quiere modificar las reglas para facilitar los vuelos comerciales supersónicos. Un primer paso importante implica que la FAA simplifique el proceso para probar aviones supersónicos.

En mi opinión, la prohibición total actual de cualquier vuelo sobre tierra a velocidad supersónica es demasiado restrictiva. Las aeronaves que vuelan a bajas velocidades supersónicas no generan un boom significativo. Y, el proyecto X-59 de la NASA puede resultar en aviones supersónicos con auges mucho más débiles. En lugar de prohibir las barreras por completo, sería mejor establecer niveles máximos de brazo, para equilibrar los beneficios del vuelo supersónico con los ruidosos perjuicios.

Además, Creo que las reglas actuales sobre ruido en los aeropuertos requiriendo que los aviones supersónicos no sean más ruidosos que los aviones subsónicos, imponer una carga irrazonable a los desarrolladores de aviones supersónicos. Primero, como se mencionó anteriormente, el Concorde proporciona un precedente para hacer un caso especial para aviones supersónicos. Segundo, durante muchos años después de su reintroducción inicial, el número total de aviones supersónicos que parten de cualquier aeropuerto será una pequeña fracción de todo el tráfico. Por ejemplo, un estudio realizado para Aerion indicó ventas potenciales de 30 aviones supersónicos al año durante 20 años en el mercado de las pequeñas empresas. Las regulaciones deberían acomodar tanto lo que la tecnología de aeronaves supersónicas puede ofrecer razonablemente como lo que tolerarán las comunidades aeroportuarias.

El impulso se está construyendo a través de cambios en la tecnología y el mercado que pueden traer de vuelta el vuelo comercial supersónico, si las regulaciones continúan. Si bien al principio puede ser asequible solo para unos pocos, la experiencia adquirida en el desarrollo y la operación de estos aviones conducirá inevitablemente a nuevas innovaciones que reducirán los precios de los billetes y abrirán la oportunidad de volar más rápido que la velocidad del sonido a un sector más amplio de la sociedad.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.