Kako će izgledati putnički avioni budućnosti

Kada bi se putnici u vremenu iz 1968. danas našli na aerodromu, vidjeli bi mnoge promjene koje bi ih iznenadile. Ali avioni bi izgledali iznenađujuće poznato. Uprkos značajnim poboljšanjima materijala, motora i avionike koja su napravljena u 2017 najsigurnija godina u istoriji vazduhoplovstva, komercijalni avioni ostaju strukturno slični onima iz 1960-ih. U stvari, Boeing 737, jedan od najprodavanijih aviona u istoriji u svojim brojnim verzijama, prvi je put poleteo u vazduh 1967.

To je zato što komercijalna avijacija daje prednost sigurnosti, favorizirajući dokazana rješenja, i zato što drugi razvoji – na primjer u materijalima i motorima – znače da je tradicionalni dizajn i dalje relevantan. Međutim, kako industrija očajnički traži načine za smanjenje emisija ugljika, suočava se s malo ozbiljnijim izazovom od drugih industrija, upravo zato što je njene osnovne tehnologije tako teško napustiti. Možda je vrijeme da probate nešto novo. Dakle, kako bi putovanje avionom moglo izgledati za 50 godina?

Pročitajte također: Oružje ukrajinske pobjede: helikopteri Westland Sea King

Budućnost putničkih aviona

Tokom godina bilo je nekoliko pokušaja da se promijeni paradigma dizajna aviona. Sedamdesete su obećavale budućnost nadzvučnog putovanja koje se nikada nije materijaliziralo, osim ograničenih Concorde letova. Ideja o avionu sa "kombinovanim krilima", sličnom stelt bombarderu Northrop B-1970, povremeno je reklamirana, ali za sada bez većeg uspeha.

Kombinacija tehničkih i finansijskih razloga naterala je industriju aviona da napusti ove prilično čudne predloge i fokusira se na kanoničke dizajne koji su danas uobičajeni. Hoće li narednih 50 godina nastaviti spor, stabilan put iz posljednjih pola vijeka? Hoćemo li ponovo vidjeti brzi tehnološki proboj koji je karakterizirao avijaciju između kraja Prvog svjetskog rata i sletanja na Mjesec Apolon? Nemojte da vas zavara očigledan nedostatak spektakularnih otkrića. Neke velike promjene su iza ugla.

Pročitajte također: Oružje ukrajinske pobjede: Storm Shadow / SCALP-EG krstareće rakete

Električni avioni

Većina letova na kratkim razdaljinama će vjerovatno postati električna u narednih nekoliko decenija, a to će promijeniti način na koji razmišljamo o putovanju avionom. Manji električni motori omogućili bi distribuirani potisak sličan onom koji se koristi u NASA-inom prototipu X-57. Niži nivoi buke i niži operativni troškovi omogućit će letjelicama na električni pogon da lete mnogo bliže mjestima gdje ljudi žive i rade.

U stvari, nekoliko najmodernijih projekata električnih aviona ima za cilj ne samo zamjenu zemaljskog transporta između gradova, kao što planiraju Zunum i Eviation koncepti za 9 do 12 putnika, već i unutar njih. Leteći taksiji će vrlo brzo postati stvarnost, ali ostaje da se vidi da li Vahana i CityAirbus koncepti futurističkog izgleda zaista predstavljaju budućnost. U svakom slučaju, letovi od vrata do vrata nisu isključivi prerogativ električnih aviona.

Iako nije novi koncept, upotreba rotacionih propelera, odnosno aviona koji mogu preći iz vertikalnog dizanja u konfiguraciju fiksnog krila, do sada je bila uglavnom ograničena na američku vojsku.

Međutim, talijanski proizvođač helikoptera Leonardo trenutno priprema civilni model za komercijalno lansiranje AW609, koji bi, ako bude uspješan, mogao potencijalno transformirati izvršnu i regionalnu avijaciju. AW609 kombinuje elemente dizajna aviona i helikoptera.

Mnoge kompanije razvijaju električne pogonske sisteme za vazdušne taksije, prigradske avione i električna vozila za vertikalno poletanje i sletanje (eVTOL), od kojih su mnoga autonomna. Na primjer, proizvođač električnih motora MagniX sarađuje s dobavljačem baterija H55 na pretvaranju aviona operatera hidroaviona Harbour Air kompanije u Vancouveru u potpuno električnu flotu. Izraelska kompanija Eviation razvila je Alice, prvi potpuno električni prigradski avion na svijetu s tehnologijom baterija poput mobilnog telefona i dometom od ~800 km.

Hibridna energija je drugi način. Godine 2020. američki startup Ampaireov hibridno-električni jegulja završio je probni let od 550 km s električnim motorom u nosu i konvencionalnim motorom s unutarnjim izgaranjem pozadi. A tu je i vodonik, koji ima veliki potencijal ako se može proizvesti iz izvora s niskim udjelom ugljika, a ne iz fosilnih goriva. Airbus ulaže velika sredstva u tehnologiju potrebnu za pogon zrakoplova vodonikom proizvedenim iz obnovljivih izvora energije, nadajući se da će ga jednog dana koristiti za pogon divovskih mlaznjaka koji putuju na velike udaljenosti bez emisije CO2. Boeing također testira vlastitu letjelicu na vodonik.

Pročitajte također: Saab JAS 39 Gripen - kao opcija za Vazduhoplovstvo Ukrajine: saznajemo o kakvoj se vrsti letjelice radi

U potrazi za brzinom

Postoji jedna oblast u kojoj se čini da je komercijalna avijacija otišla unazad, a ne naprijed. Nekada je bilo moguće letjeti supersonično preko Atlantika, ali danas su čak i oni s najdubljim džepovima prisiljeni zadovoljiti se podzvučnim brzinama. Neki startupi rade na tome da to poprave.

Boom Supersonic, startup čiji su investitori inkubator iz Silicijumske doline Y Combinator i Japan Airlines, razvija komercijalni mlaznjak za koji se očekuje da će letjeti brzinom od 2,2 maha i koštati manje od Concordea.

Aerion AS2 je još jedan projekat civilnog nadzvučnog aviona usmjerenog na tržište izvršnih usluga. Iako je još u fazi razvoja, već se može pohvaliti narudžbom od 2,4 milijarde dolara od mlaznog operatera Flexjet za 20 svojih aviona od 2 maha AS1,5. Ali čak i ove brzine blijede pored hipersoničnih brzina koje predviđaju neki ambiciozni istraživački programi.

Spaceliner, projekat koji vodi DLR, njemački institut za istraživanje svemira, putovat će do ruba svemira kako bi letio 25 puta brže od brzine zvuka. Na taj način bi iz, recimo, Londona do Australije bilo moguće letjeti za oko 90 minuta.

„Vrlo često u vazduhoplovnoj industriji izazov nije tehnološki, već finansijski ili operativni“, kaže Rolf Henke, član izvršnog odbora za istraživanje svemira u DLR-u, njemačkom institutu za istraživanje svemira. „O mješovitim krilima se već govorilo 1920-ih, a o hipersoničnim letovima se priča od 1930-ih, ali vam je potreban neko ko je spreman da preuzme rizik i uloži ogromne sume novca.“

Koliko je realna revolucija hipersoničnih aviona? Hoćemo li doći do tačke u kojoj će najnovije tehnologije koegzistirati?

Pročitajte također: 6 interkontinentalnih balističkih projektila (ICBM) koje mogu ubiti svijet

Koncept "mješovitog krila"

Jedan od prijedloga inžinjera je i "mješano tijelo krila", što sam već nekoliko puta pomenuo. Ovaj potpuno novi oblik aviona sličan je dizajnu "letećeg krila" koji se koristi u vojnim avionima kao što je kultni B-2 bombarder, ali mješovito krilo ima veći volumen u srednjem dijelu. I Boeing i Airbus rade na ideji, kao i treći igrač, JetZero sa sjedištem u Kaliforniji, koji je sebi postavio ambiciozan cilj puštanja aviona s miješanim krilima u upotrebu već 2030. godine.

„Vrlo smo ozbiljni u vezi sa nultom emisijom u velikim avionima, a okvir aviona sa mešanim krilima može da obezbedi 50% manje sagorevanja goriva i emisija“, rekao je Tom O'Leary, suosnivač i izvršni direktor JetZero. "To je ogroman korak naprijed u odnosu na ono na što je industrija navikla."

Budući da je neka vrsta hibrida između letećeg krila i tradicionalnog "cevi i krila", kombinovano krilo omogućava čitavom avionu da generiše uzgon uz minimalno otpor. NASA navodi da ovaj oblik "pomaže u povećanju uštede goriva i stvara veću površinu korisnog tereta (teretni ili putnički) u središnjem dijelu tijela aviona." Agencija ga je testirala na jednom od svojih eksperimentalnih aviona, X-48. Tokom oko 120 probnih letova između 2007. i 2012. godine, dva bespilotna letelica X-48 na daljinsko upravljanje pokazala su održivost koncepta.

Prema O'Learyju, postoji jedan veliki tehnički problem koji koči proizvođače. "To je pritisak u necilindričnom trupu", kaže on, ukazujući na činjenicu da je avion u obliku cijevi bolje sposoban podnijeti konstantne cikluse širenja i skupljanja koji se javljaju tokom svakog leta. „Ako mislite na „cijev i krilo“, onda to dijeli opterećenje – cijev nosi opterećenje od pritiska, a krila podnose opterećenje od savijanja. Ali uklopljeno krilo ih u suštini spaja. Tek sada to možemo učiniti sa kompozitnim materijalima koji su i lagani i jaki." Ovaj radikalno novi oblik rezultirat će interijerom aviona koji izgleda i osjeća se potpuno drugačije od onog kod današnjih širokotrupnih aviona. JetZero se nada da će svoj avion staviti u upotrebu do 2030. godine.

Pročitajte također: TOP-5 najmodernijih nuklearnih podmornica

Supersonični letovi

Skoro pola tuceta kompanija se natječe ko će biti prve koje će ponuditi javnosti supersonična putovanja, što je zanimljiv interes u vrijeme kada je veliki dio ulaganja i inovacija u transportu usmjeren na razvoj čistijih, klimatski prihvatljivih opcija koje koriste manje goriva ili alternativne pogonske tehnologije, kao što su baterije ili vodonik.

Boom Supersonic sa sjedištem u Denveru planira debitovati sa svojim nadzvučnim putničkim avionom pod nazivom Overture 2029. godine. Očekuje se da će avion primiti između 64 i 80 putnika, rekao je Blejk Šol, izvršni direktor kompanije. Putovaće brzinom od 1,7 maha, što je 1,7 puta brže od brzine zvuka – više nego dvostruko brže od konvencionalnog putničkog aviona.

Industrijski analitičari kažu da su rizični kapital i ideja da komercijalni nadzvučni avioni zvuče kao dobra ideja u velikoj mjeri doprinijeli oživljavanju projekta.

Kompanije kažu da će njihova nova generacija supersoničnih aviona imati manji ugljični otisak, uglavnom zato što će se pogoniti ekološki prihvatljivim mlaznim gorivom. Ovo gorivo se proizvodi od poljoprivrednih proizvoda, uključujući soju i životinjske masti. Ali kritičari kažu da obećanje ignoriše neke važne realnosti. Na primjer, nema dovoljno ekološki prihvatljivog avio goriva za avione koji danas postoje. A ono što postoji skuplje je – po nekim procjenama dva do četiri puta skuplje od fosilnih goriva.

I kakvo god gorivo bilo, realnost je da će nadzvučni avioni uvijek koristiti više. Do 2022. godine, supersonični avioni bi mogli da troše sedam do devet puta više goriva od konvencionalnih komercijalnih aviona, a prevoze manje putnika, prema studiji Međunarodnog saveta za čist transport. Ali NASA kaže da će supersonično putovanje, barem u početku, činiti vrlo mali dio ukupne emisije CO2 i vrlo mali dio komercijalne avijacije. Ipak, s obzirom na to da su aviokompanije obećale da će dostići neto nultu emisiju ugljika do 2050. godine, neki kažu da je teško vidjeti kako se superzvučni avioni uklapaju u taj okvir.

Analitičari, međutim, sumnjaju, s obzirom na to koliko je komercijalnim avio kompanijama teško da ostanu na površini. Supersonični avioni će prevoziti manje putnika i trošiti više goriva. Ako je ovo gorivo ekološki prihvatljivo mlazno gorivo, onda se troškovi još više povećavaju.

Hermeus sa sjedištem u Atlanti samo je jedna od kompanija koja istražuje mogućnost izgradnje još bržeg, hipersoničnog komercijalnog putničkog aviona. Dok nadzvučni avioni putuju brže od brzine zvuka, hipersonični avioni putuju pet ili više puta većom brzinom.

Kompanijski mlaznjak Halcyon će putovati brzinom od 5 maha – ili pet puta većom brzinom od zvuka. Ali kompanija je otvorena po pitanju tehnoloških izazova sa kojima se suočava u razvoju tako brzog aviona. Danas, prema riječima njegovog glasnogovornika, šanse da se Halcyon poleti u zrak su manje od 50%, ali očekuju da će se ti izgledi vremenom poboljšati.

Ali čak i tada, Hermeus – i svi startupi – moraće da ubede javnost da veruje u njihov projekat i da se pozabavi rastućom zabrinutošću oko uticaja avionskog putovanja na životnu sredinu. Ovo može biti težak zadatak.

Optimizam i uzbuđenje okružuju ponovno oživljavanje nadzvučnog putovanja, a tehnologija nastavlja da napreduje. Supersonični let otvara beskrajne mogućnosti za istraživanje i inovacije, otvarajući novu eru zračnog putovanja.

Novosti

Dakle, iako ćemo možda morati još malo pričekati da letimo sutrašnjim futurističkim avionima, još uvijek se možemo fokusirati na materijale i procese koji omogućavaju današnje dekarbonizirane avione. Vežite pojaseve, putovanje je tek počelo.

Pročitajte također:

• Borci 5. i 6. generacije: u čemu je razlika i gdje je granica?
• Šta trebate znati prije pokretanja web stranice