Hvordan fremtidens passagerfly kommer til at se ud

Hvis tidsrejsende fra 1968 skulle befinde sig i lufthavnen i dag, ville de se mange ændringer, som ville overraske dem. Men flyene ville se overraskende velkendte ud. På trods af de betydelige forbedringer i materialer, motorer og flyelektronik, der gjorde 2017 det sikreste år i luftfartshistorien, kommercielle fly forbliver strukturelt lig dem i 1960'erne. Faktisk kom Boeing 737, et af de bedst sælgende passagerfly i historien i sine mange versioner, først i luften i 1967.

Det skyldes, at kommerciel luftfart prioriterer sikkerhed, favoriserer gennemprøvede løsninger, og fordi andre udviklinger – for eksempel inden for materialer og motorer – betyder, at traditionelt design stadig er relevant. Men da industrien desperat søger efter måder at reducere CO50-udledningen på, står den over for en lidt mere alvorlig udfordring end andre industrier, netop fordi dens kerneteknologier er så svære at opgive. Måske er det tid til at prøve noget nyt. Så hvordan kan flyrejser se ud om XNUMX år?

Læs også: Våben til ukrainsk sejr: Westland Sea King helikoptere

Fremtiden for passagerfly

Gennem årene har der været flere forsøg på at ændre flydesignets paradigme. 1970'erne lovede en fremtid med supersoniske rejser, der aldrig blev en realitet, bortset fra de begrænsede Concorde-flyvninger. Ideen om et "blended-wing" fly svarende til Northrop B-2 stealth bombeflyet er blevet udråbt af og til, men indtil videre uden den store succes.

En kombination af tekniske og økonomiske årsager tvang flyindustrien til at opgive disse ret mærkelige forslag og fokusere på de mere kanoniske designs, der er normen i dag. Vil de næste 50 år fortsætte det sidste halve århundredes langsomme, stabile vej? Vil vi igen se det hurtige teknologiske gennembrud, der karakteriserede luftfarten mellem slutningen af ​​XNUMX. Verdenskrig og månelandingen Apollo? Lad dig ikke narre af den tilsyneladende mangel på spektakulære gennembrud. Nogle store ændringer er lige rundt om hjørnet.

Læs også: Ukraines sejrs våben: Storm Shadow / SCALP-EG krydsermissiler

Elektriske fly

Størstedelen af ​​kortdistanceflyvninger vil sandsynligvis blive elektriske inden for de næste par årtier, og det vil ændre den måde, vi tænker flyrejser på. Mindre elektriske motorer ville muliggøre distribueret tryk svarende til det, der blev brugt i NASAs X-57 prototype. Lavere støjniveauer og lavere driftsomkostninger vil gøre det muligt for elektriske fly at flyve meget tættere på steder, hvor folk bor og arbejder.

Faktisk sigter adskillige avancerede elektriske flyprojekter ikke kun på at erstatte landtransport mellem byer, som Zunum- og Eviation-koncepterne med 9 til 12 passagerer planlægger at gøre, men også inden for dem. Flyvende taxaer bliver en realitet meget snart, men det er stadig uvist, om de futuristisk udseende Vahana- og CityAirbus-koncepter virkelig repræsenterer fremtiden. Under alle omstændigheder er dør-til-dør-flyvninger ikke elektriske flys eksklusive beføjelser.

Selvom det ikke er et nyt koncept, har brugen af ​​roterende propeller, det vil sige fly, der kan gå fra en vertikal lift til en fast vingekonfiguration, indtil nu stort set været begrænset til det amerikanske militær.

Den italienske helikopterproducent Leonardo er dog i øjeblikket ved at forberede en civil model til kommerciel opsendelse AW609, som, hvis det lykkes, potentielt kunne transformere den udøvende og regionale luftfart. AW609 kombinerer designelementerne fra både fly og helikoptere.

Mange virksomheder udvikler elektriske fremdriftssystemer til lufttaxaer, pendlerfly og elektriske lodret start- og landingskøretøjer (eVTOL), hvoraf mange er autonome. For eksempel arbejder elmotorproducenten MagniX sammen med batterileverandøren H55 om at konvertere Vancouver-baserede vandflyvemaskine Harbour Airs fly til en helelektrisk flåde. Og det israelske firma Eviation har udviklet Alice, verdens første helt elektriske pendlerfly med mobiltelefonlignende batteriteknologi og en flyverækkevidde på ~800 km.

Hybrid energi er en anden måde. I 2020 gennemførte den amerikanske startup Ampaires hybrid-elektriske Eel en 550 km testflyvning med en elmotor i næsen og en konventionel forbrændingsmotor i ryggen. Og så er der brint, som har et stort potentiale, hvis det kan produceres fra kulstoffattige kilder frem for fossile brændstoffer. Airbus investerer massivt i den teknologi, der er nødvendig for at drive fly med brint produceret fra vedvarende energikilder, i håb om en dag at bruge det til at drive gigantiske jetfly, der rejser lange afstande uden CO2-udledning. Boeing tester også sit eget brintdrevne fly.

Læs også: Saab JAS 39 Gripen - som en mulighed for Ukraines luftvåben: vi finder ud af, hvilken slags fly det er

I jagten på fart

Der er et område, hvor kommerciel luftfart ser ud til at være gået baglæns, ikke fremad. Det var engang muligt at flyve supersonisk over Atlanten, men i dag er selv dem med de dybeste lommer tvunget til at nøjes med subsoniske hastigheder. Nogle startups arbejder på at rette op på det.

Boom Supersonic, en startup, hvis investorer omfatter Silicon Valley-inkubatoren Y Combinator og Japan Airlines, er ved at udvikle et kommercielt jetfly, der forventes at flyve til Mach 2,2 og koste mindre end Concorde.

Aerion AS2 er et andet civilt supersonisk flyprojekt rettet mod executive services-markedet. Selvom det stadig er i udviklingsstadiet, kan det allerede prale af en ordre på 2,4 milliarder dollar fra fraktionel jet-operatøren Flexjet på 20 af sine Mach 2 AS1,5-fly. Men selv disse hastigheder blegner ved siden af ​​de hypersoniske hastigheder forudsagt af nogle ambitiøse forskningsprogrammer.

Spaceliner, et projekt ledet af DLR, det tyske rumfartsforskningsinstitut, vil rejse til kanten af ​​rummet for at flyve 25 gange hurtigere end lydens hastighed. På denne måde ville det være muligt at flyve fra f.eks. London til Australien på cirka 90 minutter.

"Meget ofte i luft- og rumfartsindustrien er udfordringen ikke teknologisk, men finansiel eller operationel," siger Rolf Henke, medlem af direktionen for rumfartsforskning hos DLR, det tyske rumfartsforskningsinstitut. "Blandede vinger har man allerede talt om i 1920'erne, og hypersoniske flyvninger har været talt om siden 1930'erne, men du har brug for nogen, der er villig til at tage risikoen og investere enorme summer."

Hvor virkelig er revolutionen af ​​hypersoniske fly? Kommer vi til det punkt, hvor de nyeste teknologier vil eksistere side om side?

Læs også: 6 interkontinentale ballistiske missiler (ICBM'er), der kan ende verden

Begrebet "blandet fløj"

Et af ingeniørernes forslag er "blandet vingelegeme", som jeg allerede har nævnt flere gange. Denne helt nye flyform ligner det "flyvende vinge"-design, der bruges i militærfly, såsom det ikoniske B-2 bombefly, men den blandede fløj har et større volumen i midterpartiet. Både Boeing og Airbus arbejder på ideen, ligesom en tredje spiller, Californien-baserede JetZero, som har sat sig et ambitiøst mål om at sætte et fly med blandede vinger i drift allerede i 2030.

"Vi er meget seriøse omkring vejen til nul-emissioner i store fly, og et fly med blandede vinger kan give 50 % mindre brændstofforbrænding og emissioner," siger Tom O'Leary, medstifter og administrerende direktør for JetZero. "Det er et enormt spring fremad i forhold til, hvad branchen er vant til."

Da den er en slags hybrid mellem en flyvende vinge og en traditionel "rør og vinge", tillader den blandede vinge hele flyet at generere løft og samtidig minimere luftmodstanden. NASA udtaler, at denne form "hjælper med at øge brændstoføkonomien og skaber et større nyttelastområde (fragt eller passager) i den centrale del af flyets krop." Agenturet testede det på et af dets eksperimentelle fly, X-48. Under omkring 120 testflyvninger mellem 2007 og 2012 demonstrerede to ubemandede X-48 fjernstyrede fly konceptets levedygtighed.

Ifølge O'Leary er der ét stort teknisk problem, der holder producenterne tilbage. "Det er trykket i den ikke-cylindriske skrog," siger han og peger på, at et rørformet fly er bedre i stand til at håndtere de konstante cyklusser af ekspansion og sammentrækning, der opstår under hver flyvning. "Hvis du tænker på "røret og vingen", så deler det belastningen - røret bærer belastningen fra tryk, og vingerne bærer belastningen fra bøjning. Men den blandede fløj bringer dem i det væsentlige sammen. Først nu kan vi gøre det med kompositmaterialer, der er både lette og stærke." Denne radikalt nye form vil resultere i et flyinteriør, der ser ud og føles helt anderledes end nutidens wide-body-fly. JetZero håber at have sit fly i drift i 2030.

Læs også: TOP-5 mest moderne atomubåde

Supersoniske flyvninger

Næsten et halvt dusin virksomheder kappes om at være de første til at tilbyde supersoniske rejser til offentligheden, en interessant interesse på et tidspunkt, hvor en stor del af investeringerne og innovationen i transport er fokuseret på at udvikle renere, mere klimavenlige muligheder, der bruger mindre brændstof eller alternative fremdriftsteknologier, såsom batterier eller brint.

Denver-baserede Boom Supersonic planlægger at debutere sit supersoniske passagerjetfly kaldet Overture i 2029. Flyet forventes at have plads til mellem 64 og 80 passagerer, ifølge Blake Scholl, selskabets administrerende direktør. Den vil rejse med Mach 1,7, hvilket er 1,7 gange lydens hastighed - mere end dobbelt så hurtigt som et konventionelt passagerjetfly.

Brancheanalytikere siger, at venturekapital og ideen om, at kommercielle supersoniske fly lyder som en god idé, i høj grad har bidraget til genoplivningen af ​​projektet.

Selskaberne siger, at deres nye generation af supersoniske fly vil have et mindre CO2-fodaftryk, hovedsagelig fordi de vil blive drevet af miljøvenligt jetbrændstof. Dette brændstof er lavet af landbrugsprodukter, herunder sojabønner og animalsk fedt. Men kritikere siger, at løftet ignorerer nogle vigtige realiteter. For eksempel er der ikke nok miljøvenligt flybrændstof til de fly, der findes i dag. Og det, der findes, er dyrere - efter nogle skøn to til fire gange dyrere end fossile brændstoffer.

Og uanset brændstoffet, er virkeligheden, at supersoniske fly altid vil bruge mere af det. I 2022 kunne supersoniske fly bruge syv til ni gange mere brændstof end konventionelle kommercielle fly, mens de transporterer færre passagerer, ifølge en undersøgelse fra International Council on Clean Transportation. Men NASA siger, at supersoniske rejser, i det mindste i begyndelsen, vil stå for en meget lille del af det samlede CO2-udslip og en meget lille del af kommerciel luftfart. Alligevel, med flyselskaber, der forpligter sig til at nå nul CO2050-emissioner i XNUMX, siger nogle, at det er svært at se, hvordan supersoniske fly passer ind i den ramme.

Analytikere har dog deres tvivl i betragtning af, hvor svært det er for kommercielle flyselskaber at holde sig oven vande. Supersoniske fly vil transportere færre passagerer og bruge mere brændstof. Hvis dette brændstof er miljøvenligt flybrændstof, så stiger omkostningerne endnu mere.

Atlanta-baserede Hermeus er blot et af de virksomheder, der undersøger muligheden for at bygge et endnu hurtigere, hypersonisk kommercielt passagerjetfly. Mens supersoniske fly rejser hurtigere end lydens hastighed, rejser hypersoniske fly med fem eller flere gange den hastighed.

Selskabets Halcyon-jet vil rejse med Mach 5 – eller fem gange lydens hastighed. Men selskabet er åbent omkring de teknologiske udfordringer, det står over for i udviklingen af ​​så hurtigt et fly. I dag er chancerne for at få Halcyon luftbåret ifølge dens talsmand mindre end 50%, men de forventer, at disse odds forbedres over tid.

Men selv da bliver Hermeus – og alle startups – nødt til at overbevise offentligheden om at tro på deres projekt og håndtere stigende bekymringer om flyrejsers miljøpåvirkning. Dette kan være en vanskelig opgave.

Optimisme og spænding omgiver genopblussen af ​​supersoniske rejser, og teknologien fortsætter med at udvikle sig. Supersonisk flyvning åbner op for uendelige muligheder for forskning og innovation og indvarsler en ny æra med flyrejser.

Visnovki

Så selvom vi måske skal vente lidt længere med at flyve morgendagens futuristiske fly, kan vi stadig fokusere på de materialer og processer, der muliggør nutidens dekarboniserede fly. Spænd sikkerhedsselerne, rejsen er lige begyndt.

Læs også:

• Fighters af 5. og 6. generation: hvad er forskellen, og hvor går grænsen?
• Hvad du skal vide, før du starter en hjemmeside