Een experimenteel nieuw vliegtuig, de XB-1, heeft op 28 januari 2025 tijdens zijn testvluchten de geluidsbarrière doorbroken zónder de typische supersonische knal. Dat is te danken aan een natuurkundig fenomeen: de zogeheten Mach-cutoff.
XB-1, de nieuwe jet van het Amerikaanse bedrijf Boom Supersonic, is het eerste commerciële vliegtuig dat een supersonische vlucht heeft gemaakt boven het vasteland van de Verenigde Staten. Deze testvluchten zijn een stap richting de mogelijke terugkeer van de supersonische burgerluchtvaart.
Toen XB-1 tijdens zijn testvluchten tot drie keer toe supersonische snelheden bereikte, leverde dat volgens Boom Supersonic geen supersonische knal op die vanaf de grond te horen was. ‘Dit bevestigt waar wij al van overtuigd zijn: supersonisch reizen kan betaalbaar, duurzaam en prettig zijn voor de mensen aan boord en op de grond’, zei Blake Scholl, oprichter van Boom Supersonic, in een persbericht.
‘AI is een veredelde rekenmachine’
Met AI spoort Ann Dooms vervalste schilderijen op, maakt ze onleesbare teksten doorzoekbaar en brengt ze de kwaliteit van eicellen in kaart.
Boem
Wanneer een vliegtuig met hoge snelheid door de lucht beweegt, verandert de luchtdruk rondom het toestel. Daardoor ontstaan er geluidsgolven. Wanneer een vlucht de geluidssnelheid – Mach 1 – overschrijdt, vormen deze geluidsgolven gezamenlijk een schokgolf. Deze sonische knal kan de grond bereiken, waar het geluid hard genoeg kan zijn om gebouwen te laten trillen en zelfs ramen te breken.
Sonische knallen boven bewoond gebied zijn zo storend, dat ze deels verantwoordelijk zijn voor de teloorgang van het beroemde commerciële vliegtuig Concorde in 2003. Veel landen hebben er toen voor gekozen om commerciële supersonische vliegtuigen te verbieden.
Mach-cutoff
Ruimtevaartingenieurs doen sindsdien hun best om vliegtuigontwerpen te maken die supersonisch kunnen vliegen zonder de bijbehorende knal. De XB-1 maakt daarvoor gebruik van een natuurkundig verschijnsel dat de Mach-cutoff heet. Omdat geluid op grotere hoogtes langzamer beweegt, zal een vliegtuig dat daar de geluidsbarrière doorbreekt een knal opleveren die de grond niet kan bereiken. Terwijl de knal naar beneden beweegt, buigt de toenemende snelheid van het geluid de schokgolf af. Dat draait de richting van de schokgolven af, terug naar boven.
Ook de temperatuur en wind beïnvloeden de geluidssnelheid in de lucht, dus de ideale hoogte en snelheid voor een supersonisch vliegtuig hangen af van de atmosferische omstandigheden van dat moment. ‘De echte uitdaging is het verkrijgen van zeer nauwkeurige atmosferische voorspellingen over temperatuur en wind. Daarna is het berekenen van de Mach-cutoff-vliegsnelheid vrij eenvoudig’, zegt ingenieur Bernd Liebhardt van het Duitse lucht- en ruimtevaartcentrum.
Boom Supersonic zegt dat de XB-1 op zijn laatste testvlucht, die op 10 februari plaatsvond, ook supersonische snelheden bereikte zonder een knal te produceren. Het bedrijf wil de lessen van de testvluchten gebruiken om hun toekomstige commerciële lijnvliegtuig, Overture, te helpen dezelfde prestatie te leveren.
Kortere reistijden
Als vliegtuigen boven het land supersonische snelheden mogen aanhouden, zouden reizen tot 50 procent sneller zijn dan de huidige commerciële vluchten. De reistijd tussen New York en Los Angeles zou bijvoorbeeld anderhalf uur korter zijn.
Er is wel een kanttekening. Vluchten die gebruik maken van de Mach-cutoff ‘verbruiken meer brandstof op dezelfde afstand dan zowel subsonische als supersonische vluchten’, zegt Liebhardt. Sterker nog, zo’n stille vlucht gebeurt op ‘de slechtste vliegsnelheid voor brandstofbesparing’, stelt Liebhardt. Dat maakt het economisch minder interessant dan gewone supersonische vluchten. Liebhardt ziet Mach-cutoff-vluchten eerder als een niche voor ‘supersonischezakenjetgebruikers’ dan voor commerciële luchtvaartmaatschappijen.
