X-59 की मिश्रित सामग्री लाइनअप: संरचना से शक्ति तक पूर्ण-आयामी अनुप्रयोग:
X-59 में कार्बन फाइबर मिश्रित सामग्री के अनुप्रयोग ने "महत्वपूर्ण भागों की पूर्ण कवरेज और प्रदर्शन आवश्यकताओं का सटीक मिलान" हासिल किया है, जिसमें नाक, पंख की खाल, फ्लैप, पतवार, सेवन नलिकाएं आदि शामिल हैं। वजन के हिसाब से, मिश्रित सामग्री इसके 9,500 पाउंड खाली धड़ का 22% है। कुछ डेटा स्रोतों से संकेत मिलता है कि मुख्य संरचनात्मक मिश्रित सामग्रियों का अनुपात 60% तक भी पहुँच जाता है। इसने कार्बन फाइबर प्रबलित मिश्रित सामग्रियों के वर्चस्व वाली और विशेष मिश्रित सामग्रियों द्वारा पूरक एक तकनीकी प्रणाली का गठन किया है। मुख्य भार वहन करने वाली संरचनाएं और धड़ के शोर कम करने वाले घटक कार्बन फाइबर प्रबलित मिश्रित सामग्री की "उच्च शक्ति + हल्के" विशेषताओं पर निर्भर करते हैं। प्रारंभिक रिपोर्टों के अनुसार, एक्स-59 परियोजना का मुख्य मिश्रित सामग्री आपूर्तिकर्ता सोल्वे था (2023 में विभाजन के बाद, इसे सियेन्सको कंपनी से संबंधित होना चाहिए), और इसके एमटीएम-45 प्रीप्रेग का व्यापक रूप से पंखों जैसी महत्वपूर्ण संरचनाओं में उपयोग किया गया था। सुपरसोनिक उड़ान के दौरान सोनिक बूम की समस्या के कारण एक बार कॉनकॉर्ड यात्री विमान को बाजार से वापस ले लिया गया था। एक्स-59 के मुख्य शोर कम करने वाले घटक, 9 मीटर लंबी पतली नाक और नाक शंकु, संयुक्त राज्य अमेरिका के ईस्टमैन से 2510 प्रीप्रेग का उपयोग करके निर्मित किए गए थे। यह सामग्री T700S मानक मॉड्यूलस कार्बन फाइबर से बनी है और 250 डिग्री F (114 डिग्री) ठीक किए गए एपॉक्सी राल के साथ मजबूत है, विशेष रूप से एयरोस्पेस मुख्य संरचनाओं के गैर-दबाव पोत (OOA) प्रसंस्करण के लिए डिज़ाइन किया गया है, और इसमें उत्कृष्ट यांत्रिक गुण और प्रसंस्करण अनुकूलन क्षमता है।
पतली नाक और सीएफआरपी संरचना का संयोजन उनके प्रसार के दौरान सदमे तरंगों को कई कमजोर तरंगों में फैला देता है, जिससे पारंपरिक सुपरसोनिक विमान के 105 डेसिबल से जमीन की धारणा के शोर को 75 डेसिबल तक कम कर दिया जाता है, जो कार के दरवाजे बंद होने की ध्वनि के बराबर है। यह सफल डिज़ाइन वैश्विक सुपरसोनिक उड़ान शोर प्रतिबंध को हटाने के लिए महत्वपूर्ण डेटा समर्थन प्रदान करता है। नाक का आंतरिक शंकु एक बहु-फ़्रेम मधुकोश सैंडविच संरचना को अपनाता है। कोलियर एयरोस्पेस हाइपरएक्स सॉफ्टवेयर द्वारा अनुकूलन के बाद, इसका वजन सफलतापूर्वक 100 पाउंड कम हो गया, जिससे शोर कम करने वाले डिजाइन और उपकरण स्थापना के लिए जगह मिल गई। X-59 पर स्थापित जनरल इलेक्ट्रिक F414 टर्बोफैन इंजन में सिरेमिक मैट्रिक्स कंपोजिट से बना एक दहन कक्ष है, जो समृद्ध {{11}ईंधन-बुझाने-खराब{14}ईंधन (आरक्यूएल) तकनीक के साथ संयुक्त है, जो न केवल इंजन संचालन के दौरान उच्च{17}तापमान वातावरण का सामना करता है, बल्कि क्रूज़ चरण के दौरान कार्बन उत्सर्जन को 20% तक कम कर देता है। इस सामग्री का उच्च तापमान प्रतिरोध सुपरसोनिक उड़ान में बिजली प्रणाली की थर्मल प्रबंधन समस्या को हल करता है, जो 1.4 मैक की क्रूज़ गति के लिए स्थिर बिजली समर्थन प्रदान करता है।
वैश्विक प्रतिस्पर्धा: कई देश हाइपरसोनिक एविएशन रिसर्च में निवेश कर रहे हैं
वैश्विक प्रतिस्पर्धा: एक्स-59 सुपरसोनिक विमान की पहली उड़ान कोई अलग मामला नहीं है। दुनिया भर के कई देश और उद्यम सुपरसोनिक विमानों के विकास में तेजी ला रहे हैं, और मिश्रित सामग्री भी विभिन्न परियोजनाओं के लिए मुख्य तकनीकी दिशा बन गई है।
(1) संयुक्त राज्य अमेरिका: व्यवसाय और प्रौद्योगिकी के लिए दोहरे ट्रैक दृष्टिकोण के अलावा, नासा के एक्स -59 परीक्षण विमान के अलावा, संयुक्त राज्य अमेरिका में बूम सुपरसोनिक कंपनी ने ओवरचर वाणिज्यिक सुपरसोनिक यात्री विमान परियोजना में तेजी से प्रगति की है। इसके 1/3 स्केल प्रदर्शक XB-1 ने 2023 में एफएए उड़ानयोग्यता प्रमाणपत्र प्राप्त किया, जमीनी और टैक्सी परीक्षण पूरा किया, और 2024 में सिस्टम अनुकूलन के बाद परीक्षण उड़ान चरण में प्रवेश किया। हेक्सेल IM7 कार्बन फाइबर। केवल इंजन कम्पार्टमेंट में धातु सामग्री का उपयोग किया जाता है। मिश्रित सामग्रियों के माध्यम से, 2.2 मैक उड़ान के लिए हल्के और उच्च शक्ति की आवश्यकताओं को प्राप्त किया जाता है। परियोजना की योजना 2030 तक वाणिज्यिक परिचालन हासिल करने की है और यह 55-75 यात्रियों को ले जा सकती है, जिसमें न्यूयॉर्क से लंदन की उड़ान का समय केवल 3.5 घंटे होगा। संयुक्त राज्य अमेरिका में हर्मियस कंपनी टर्बोप्रॉप कंबाइंड कम्बशन इंजन (टीबीसीसी) पर आधारित एक हाइपरसोनिक विमान विकसित करने पर ध्यान केंद्रित करती है, और इसके प्रोटोटाइप "क्वार्टरहॉर्स" का परीक्षण शुरू हो गया है। लक्ष्य अंततः एक सैन्य और नागरिक हाइपरसोनिक प्लेटफ़ॉर्म विकसित करना है। (2) चीन: हाइपरसोनिक अनुसंधान के लिए दोहरा ट्रैक लेआउट चीन का हाइपरसोनिक विमान विकास "सैन्य प्राथमिकता, नागरिक संचय" के व्यावहारिक मार्ग का अनुसरण करता है। जे-20 और मानवरहित टोही-8 जैसे उन्नत उपकरणों के साथ, चीन ने सैन्य हाइपरसोनिक तकनीक में दुनिया के शीर्ष स्तर को पीछे छोड़ दिया है। हालाँकि, "शांति" को लक्षित करने वाले नागरिक हाइपरसोनिक यात्री विमान क्षेत्र में, चीन ने अभी तक कोई औपचारिक परियोजना शुरू नहीं की है। वर्तमान मुख्य कार्य भविष्य की संभावनाओं की नींव रखने के लिए कम शोर वाले डिजाइन और उन्नत मिश्रित सामग्री जैसी अत्याधुनिक प्रौद्योगिकियों पर पूर्व-अनुसंधान और भंडार का संचालन करना है। (3) अन्य देशों में तकनीकी अन्वेषण वर्तमान में, सार्वजनिक जानकारी से पता चलता है कि यूरोपीय संघ, जापान, आदि हाइपरसोनिक विमानन के क्षेत्र में तकनीकी रिजर्व के चरण में हैं, जो मिश्रित सामग्री और कम शोर वाले वायुगतिकीय डिजाइन जैसी बुनियादी प्रौद्योगिकियों पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं। यूरोपीय संघ की स्ट्रैटोफ्लाई परियोजना 4-8 मैक की गति के साथ हाइड्रोजन ईंधन हाइपरसोनिक विमान डिजाइन करती है, लेकिन यह अभी भी वैचारिक स्तर पर है। हालाँकि, यूरोपीय संघ "फ्यूचर हाइपरसोनिक ट्रांसपोर्ट" (एसएसटी) अनुसंधान परियोजना के माध्यम से, एयरबस और अन्य उद्यमों के साथ संयुक्त रूप से, धड़ और शोर में कमी प्रौद्योगिकी के लिए कार्बन फाइबर मिश्रित सामग्री विकसित करता है; एयरबस और अन्य कंपनियों के पास बड़ी संख्या में हाइपरसोनिक-संबंधित पेटेंट हैं और वे लगातार बुनियादी शोध कर रहे हैं। जापान एयरोस्पेस एक्सप्लोरेशन एजेंसी (JAXA) हाइपरसोनिक विमान की सामग्री पर थकान और थर्मल स्थिरता परीक्षण करने के लिए मित्सुबिशी हेवी इंडस्ट्रीज के साथ सहयोग करती है, ताकि बाद के मॉडल विकास के लिए डेटा जमा किया जा सके।
निष्कर्ष: X-59 की पहली उड़ान और समग्र सामग्रियों के व्यापक अनुप्रयोग ने सुपरसोनिक उड़ान और शोर नियंत्रण के क्षेत्र में लंबे समय से चले आ रहे गतिरोध को तोड़ दिया है। कार्बन फाइबर से लेकर सिरेमिक मैट्रिक्स कंपोजिट तक, सामग्री प्रौद्योगिकी में प्रगति ने न केवल इस प्रायोगिक विमान की सफलता का समर्थन किया, बल्कि वैश्विक वाणिज्यिक सुपरसोनिक विमानन का मार्ग भी प्रशस्त किया। जैसे-जैसे एक्स-59 परीक्षण आगे बढ़ता है और विभिन्न देशों में विभिन्न परियोजनाएं लागू होती हैं, मिश्रित सामग्रियों का उन्नयन और सुधार जारी रहेगा। भविष्य में, "तीन घंटे की ट्रांसोसेनिक उड़ान" एक दृष्टि से वास्तविकता में बदल सकती है, जो वैश्विक विमानन परिवहन परिदृश्य को नया आकार दे सकती है।