Sessiz Süpersonik Uçuş: X-59

Naeblys/iStockphoto.com

Mach Sayısı Nedir?

Havadaki ses hızı ortalama olarak saniyede 340 m’dir. Bu değer, sıcaklık ve irtifa gibi koşullara bağlı olarak değişebilir. Uçakların hızını ifade etmek için “Mach sayısı” kullanılır. Bu oran, uçağın hızının ses hızına bölünmesiyle elde edilir. Örneğin Mach 1 ses hızını, Mach 1,4 ise ses hızının yaklaşık yüzde kırk üzerine çıkmayı ifade eder. Bir uçak bu eşiği geçtiğinde artık ses dalgalarından daha hızlı ilerliyor demektir ve sonik patlama dediğimiz olay gerçekleşir.

Sonik Patlama Nasıl Duyulur?

Sonik patlama, tek bir anda gerçekleşip bitmez. Uçak süpersonik hızda yol aldığı sürece çevresinde bir Mach konisi oluşur ve koni içindeki gözlemciler, şok dalgaları onlara ulaştığında bu sesi duyar. Bu nedenle etki, uçağın geçtiği hattın geniş bir bölümünde hissedilebilir.

Sonik patlamaların havacılık tarihindeki en bilinen örneklerinden biri, Fransa ve İngiltere ortak yapımı Concorde yolcu uçağıdır. 1969-2003 yılları arasında kıtalar arası uçuşlar gerçekleştiren Concorde, kentsel bölgelerdeki gürültü şikâyetleri nedeniyle büyük ölçüde okyanus rotalarıyla sınırlandırıldı ve yüksek işletme maliyetleri yanı sıra çeşitli operasyonel zorluklar sonucunda hizmet dışı bırakıldı.  

Concorde deneyimi, süpersonik uçuşların geleceğine dair önemli bir soruyu belirgin hâle getirdi: Daha sessiz bir süpersonik uçuş mümkün mü?

X-Uçakları Programı ve X-59’un Ortaya Çıkışı

NASA’nın uzun yıllardır yürüttüğü “X-planes” programı, tam da bu tür sorulara yanıt aramak için tasarlandı. 1947’de Chuck Yeager’ın X-1 uçağıyla ses hızını aşmasından bu yana program kapsamında yeni aerodinamik yaklaşımlar ve teknolojiler deneniyor.

2016 yılında başlatılan Quesst Misyonu kapsamında NASA ve Lockheed Martin, sonik patlamayı azaltmayı hedefleyen deneysel bir uçak geliştirmek üzere ortak çalışmaya başladı. Bilgisayar simülasyonları, rüzgâr tüneli testleri ve tasarım iyileştirmeleri sonucunda X-59 projesi ortaya çıktı. NASA, gerçek uçuş testlerinden önce pilotların karşılaşacağı uçuş koşullarını simüle etmek için özel bir uçuş simülatörü de geliştirdi.

NASA / Lockheed Martin / Science Photo Library

X-59’da Farklı Olan Ne?

X-59’un en önemli yeniliği, sonik patlamanın yerdeki algılanışını değiştirmeyi amaçlayan aerodinamik tasarımında gizli. Geleneksel süpersonik uçaklarda şok dalgaları birleşerek güçlü bir patlama oluşturur. X-59 ise bu dalgaları gövde boyunca dağıtacak şekilde tasarlandı.

Notre Dame Akış Fiziği ve Kontrol Enstitüsü Direktörü Thomas Corke, bu yaklaşımı şöyle özetliyor:

“Süpersonik hızda şok dalgasından tamamen kaçış yoktur. X-59 tasarımı şoku ortadan kaldırmaz, yalnızca dağıtarak yerde algılanan sesi önemli ölçüde azaltmayı amaçlar.”

Bu nedenle, hedeflenen ses düzeyi ani ve sarsıcı bir patlama yerine bir araba kapısının kapanmasını andıran kısa ve görece yumuşak bir gürültü olarak tanımlanıyor.

X-59 Tasarımının Arkasındaki Mühendislik

Sessiz süpersonik uçuşu mümkün kılmak için X-59’un gövdesi alışılmış tasarımlardan epey farklı tasarlandı. Uçağın uzun ve sivri burnu, ince kanatları ve şok dalgalarını dağıtmayı kolaylaştıran gövde geometrisi dikkat çekiyor. Yaklaşık 30 m uzunluğa sahip olması planlanan uçak, 55 bin feet civarında (~16.764 m) Mach 1,4 hızlarına ulaşabilecek şekilde tasarlandı. Geliştirme sürecinde farklı uçaklardan alınan, örneğin T-38’in kokpit camı, F-16’nın iniş takımı ve F-18’e ait F414 (GE F414) motoru gibi bileşenlerin kullanılması, maliyetin ve teknik risklerin azaltılmasına katkı sağladı.

Test Süreci ve Sonraki Aşamalar

10 Temmuz 2025’te Palmdale, California’da gerçekleştirilen ilk yer testlerinde X-59, kendi motor gücüyle pistte ilerletilerek mühendisler tarafından dikkatle incelendi. Bu testlerde uçağın denge, kontrol yüzeylerinin tepkileri ve kritik sistemlerin performansı ayrıntılı biçimde değerlendirildi. Elde edilen veriler, programın planlandığı şekilde devam edebileceğini ortaya koydu.

Bir sonraki aşamada X-59’un farklı kentsel bölgelerinin üzerinden uçması, bölge sakinlerinin gürültüyü nasıl algıladığına dair verilerin toplanması ve bu bilgilerin sivil havacılık otoritelerine sunulması hedefleniyor. Böylece kara üzerindeki süpersonik uçuş yasaklarının geleceği, bilimsel veriler ışığında yeniden ele alınabilecek.

Yolcu Uçağı Değil, Bir Araştırma Platformu

Yine de X-59’un bir yolcu uçağı olmadığını vurgulamak gerekiyor. Bu uçak, öncelikle sessiz süpersonik uçuşun sınırlarını anlamaya yönelik bir araştırma aracı. Testler başarıyla sonuçlanır ve hedeflenen gürültü düzeyleri doğrulanırsa gelecekte daha hızlı kıtalar arası yolculukların gündeme gelmesi mümkün olabilir. Ancak böyle bir dönüşüm, yalnızca mühendisliğin değil, ekonomi, çevre ve güvenlik açısından yapılacak kapsamlı değerlendirmelerin de sonuçlarına bağlı.

X-59’un Quesst misyonu kapsamında gerçekleştirilecek uçuş testlerinden elde edilecek veriler, kara üzerindeki süpersonik uçuşların geleceğini belirlemede önemli rol oynayacak. Eğer ölçülen gürültü düzeyleri hedeflenen sınırlar içinde doğrulanırsa ses hızını aşan uçuşların daha sessiz ve topluma ve çevreye duyarlı biçimde yeniden gündeme gelmesi mümkün hâle gelebilir.

Bu alandaki gelişmeler yalnızca NASA içinde değil, ülkemizde HÜRJET ve KAAN gibi süpersonik uçaklar geliştiren TUSAŞ ve paydaş kurumların mühendisleri için de değerli bir deneyim alanı oluşturuyor.

Kaynaklar:

• https://www.nasa.gov/mission/quesst/
• https://www.livescience.com/61758-quiet-supersonic-nasa.html
• https://www.nytimes.com/1977/10/20/archives/how-loud-is-concordenot-just-a-matter-of-decibels.html
• https://www.livescience.com/61739-x-plane-supersonic-boom-quiet.html
• https://www.youtube.com/watch?v=R8PydsNn9pE&t=1s
• https://www.nasa.gov/history/SP-4219/Chapter3.html
• https://www.lockheedmartin.com/en-us/news/features/2016/webt-supersonic-flight-hush-sonic-boom.html
• https://www.nasa.gov/image-article/nasa-to-test-technology-for-x-59s-unique-shock-wave-measurements/
• https://www.nasa.gov/image-article/nasas-x-59-quiet-supersonic-aircraft-begins-taxi-tests/
• https://www.lockheedmartin.com/en-us/products/x-59-quiet-supersonic.html

Yazar Hakkında:

Çisem Kasap

Havacılık ve Uzay Mühendisi