Ultimo traguardo nei test dell’X-59 della NASA: la simulazione del volo da terra

Il velivolo supersonico da ricerca X-59 della NASA ha completato con successo una serie di test cruciali, in cui l’aereo è stato messo alla prova per sorvolare il deserto della California, il tutto senza mai staccarsi da terra. L’obiettivo dei test di simulazione a terra era garantire che l’hardware e il software che consentiranno all’X-59 di volare in sicurezza funzionassero correttamente insieme e fossero in grado di gestire qualsiasi problema imprevisto.

“L’idea alla base di questi test è quella di comandare i sottosistemi e il computer di volo dell’aereo in modo che funzionino come se fosse in volo“, ha affermato Yohan Lin, ingegnere capo dell’avionica dell’X-59 presso l’Armstrong Flight Research Center della NASA a Edwards, in California.

Ogni nuovo velivolo è una combinazione di sistemi e identificare i piccoli aggiustamenti necessari per ottimizzare le prestazioni è un passo importante in un approccio ponderato alla prima missione di volo.

“Pensavamo che durante i test avremmo potuto trovare alcuni aspetti che ci avrebbero spinto a tornare indietro e apportare modifiche per migliorarne il funzionamento, soprattutto con alcuni software, ed è proprio quello che abbiamo riscontrato. Quindi, questi test sono stati molto utili“, ha affermato Lin.

Il completamento dei test segna un’altra pietra miliare nella lista di cose da fare prima che l’X-59 effettui il suo primo volo quest’anno, proseguendo la missione Quesst della NASA nata per contribuire a rendere possibili i viaggi aerei commerciali supersonici sulla terraferma.

Durante i test, gli ingegneri della NASA e dell’appaltatore Lockheed Martin hanno acceso la maggior parte dei sistemi dell’X-59, lasciando spento il motore. Ad esempio, se il pilota muoveva la leva di comando in un certo modo, il computer di volo azionava il timone o altre superfici di controllo dell’aereo, proprio come avrebbe fatto in volo.

Allo stesso tempo, l’aereo era collegato elettronicamente a un computer di terra che inviava segnali simulati – che l’X-59 interpretava come reali – come variazioni di altitudine, velocità, temperatura o stato di salute di vari sistemi. Seduto nella cabina di pilotaggio, il pilota comandava l’aereo per vedere come avrebbe reagito.

“Si è trattato di manovre semplici, niente di troppo folle“, ha detto Lin. “Poi abbiamo inserito dei guasti nell’aereo per vedere come avrebbe reagito. Il sistema avrebbe compensato il guasto? Il pilota sarebbe stato in grado di recuperare?”

A differenza delle tipiche simulazioni di addestramento per astronauti, in cui gli equipaggi di volo non sanno quali scenari potrebbero incontrare, i piloti dell’X-59 sapevano per lo più cosa avrebbe sperimentato l’aereo durante ogni test e hanno persino contribuito a pianificarli per concentrarsi meglio sulla risposta dei sistemi dell’aereo stesso.

X-59 della NASA: Aluminum contro Iron

Nello sviluppo aeronautico, questo tipo di test è noto come “iron bird”, dal nome di un semplice telaio metallico su cui vengono installate, collegate e testate le rappresentazioni dei sottosistemi del velivolo. Costruire un banco di prova di questo tipo è una pratica comune per i programmi di sviluppo che prevedono la produzione di molti velivoli.

Tuttavia, poiché l’X-59 è un velivolo unico nel suo genere, i responsabili hanno deciso che fosse meglio e meno costoso utilizzare l’aereo stesso. Di conseguenza, gli ingegneri hanno soprannominato questa serie di esercitazioni “aluminum bird”, poiché è il metallo di cui è composto principalmente l’X-59.

Quindi, invece di testare un “iron bird” con copie dei sistemi di un velivolo su un telaio anonimo, l'”aluminum bird” ha utilizzato l’aereo vero e proprio e i suoi sistemi, il che a sua volta ha fatto sì che i risultati dei test abbiano dato a tutti una maggiore fiducia nel progetto. “È un perfetto esempio del vecchio e collaudato adagio in aviazione che dice ‘Testa ciò che voli. Vola ciò che testi’“, ha affermato Lin.

Cosa c’è ancora da fare e cosa è stato già fatto in attesa del primo volo

Con i test “aluminum bird” ormai alle spalle, la prossima tappa fondamentale nel percorso dell’X-59 della NASA verso il primo volo saranno i collaudi dell’aereo sulle vie di rullaggio dell’aeroporto adiacente allo stabilimento Skunk Works della Lockheed Martin a Palmdale, in California, dove è stato costruito. Il primo volo seguirà questi test di rullaggio.

Attività già completate da quando l’aereo completamente assemblato e verniciato ha fatto il suo debutto pubblico nel gennaio 2024:

• Una Flight Readiness Review in cui un comitato di esperti indipendenti provenienti da tutta la NASA ha completato uno studio sull’approccio del team di progetto dell’X-59 alla sicurezza per il pubblico e il personale durante i test a terra e in volo.
• Un trio di importanti test strutturali e ispezioni critiche, tra cui lo “scuotimento” dell’aereo per assicurarsi che non ci fossero problemi imprevisti dovuti alle vibrazioni.
• L’accensione del motore a reazione GE Aerospace per la prima volta dopo l’installazione nell’X-59, inclusa una serie di test del motore a pieno postbruciatore.
• Controllare il cablaggio che collega il computer di volo, i sistemi elettronici e altri componenti hardware dell’X-59 per assicurarsi che non vi fossero problemi di interferenze elettromagnetiche.
• Testare la capacità del velivolo di mantenere una certa velocità in volo, essenzialmente un controllo della versione del cruise control dell’X-59.

Come abbiamo scritto più volte, l’X-59 è un aereo sperimentale che volerà supersonico ma senza il classico forte boom sonico, e che rivoluzionerà il volo supersonico commerciale. Sarà il primo del suo genere a volare con questa caratteristica, con l’obiettivo di raccogliere dati sonori per la missione QueSST della NASA, che potrebbe aprire la porta ai voli supersonici commerciali sulla terra, e non solo sul mare, nel prossimo futuro.

Ricordiamo che oggi il volo supersonico commerciale è possibile solo sul mare. Tale divieto è entrato in vigore nel 1973 e da allora ha afflitto le imprese supersoniche commerciali, limitando i viaggi più veloci del suono solo ai voli sull’oceano. British Airways e Air France che volavano sul Concorde sono state due compagnie aeree che hanno offerto tale servizio tra il 1976 e il 2003.

Il velivolo sperimentale X-59 è al centro della missione QueSST – Quiet SuperSonic Technology della NASA, che si concentra sulla fornitura di dati per aiutare i regolatori a riconsiderare le regole che vietano il volo supersonico commerciale sulla terra. Per 50 anni, gli Stati Uniti e altre nazioni hanno proibito tali voli a causa del disturbo causato dai forti boom sonici nelle comunità sottostanti. Si prevede che l’X-59 volerà a 1,4 volte la velocità del suono, volando a un’altitudine di 16.764 metri (55.000 piedi). Il suo design, la sua forma e le sue tecnologie consentiranno all’aereo di raggiungere queste velocità generando al contempo un suono più silenzioso.