Kako će izgledati putnički avioni budućnosti

Kada bi se putnici kroz vrijeme iz 1968. danas našli na aerodromu, vidjeli bi mnoge promjene koje bi ih iznenadile. Ali zrakoplovi bi izgledali iznenađujuće poznato. Unatoč značajnim poboljšanjima u materijalima, motorima i avionici koja su 2017 najsigurnija godina u povijesti zrakoplovstva, komercijalni zrakoplovi ostaju strukturno slični onima iz 1960-ih. Zapravo, Boeing 737, jedan od najprodavanijih putničkih zrakoplova u povijesti u svojim brojnim verzijama, prvi je put poletio 1967. godine.

To je zato što komercijalno zrakoplovstvo daje prednost sigurnosti, dajući prednost provjerenim rješenjima i zato što drugi razvoji – na primjer u materijalima i motorima – znače da je tradicionalni dizajn još uvijek relevantan. Međutim, dok industrija očajnički traži načine za smanjenje emisija ugljika, suočava se s malo ozbiljnijim izazovom od ostalih industrija, upravo zato što je njezine temeljne tehnologije tako teško napustiti. Možda je vrijeme da probate nešto novo. Kako bi putovanje avionom moglo izgledati za 50 godina?

Pročitajte također: Oružje ukrajinske pobjede: helikopteri Westland Sea King

Budućnost putničkih zrakoplova

Tijekom godina bilo je nekoliko pokušaja da se promijeni paradigma dizajna zrakoplova. Sedamdesete su obećavale budućnost nadzvučnih putovanja koja se nikada nisu ostvarila, osim ograničenih letova Concordea. Ideja o zrakoplovu s "mješovitim krilima", sličnom nevidljivom bombarderu Northrop B-1970, reklamira se povremeno, ali za sada bez većeg uspjeha.

Kombinacija tehničkih i financijskih razloga natjerala je zrakoplovnu industriju da odustane od ovih prilično čudnih prijedloga i usredotoči se na kanonskije dizajne koji su danas norma. Hoće li sljedećih 50 godina nastaviti sporim, stabilnim putem iz proteklih pola stoljeća? Hoćemo li ponovno vidjeti brzi tehnološki napredak koji je karakterizirao zrakoplovstvo između kraja Prvog svjetskog rata i slijetanja na Mjesec Apolon? Neka vas ne zavara očigledan nedostatak spektakularnih otkrića. Neke velike promjene su pred vratima.

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

Električni avioni

Većina letova na kratkim relacijama vjerojatno će postati električni u sljedećih nekoliko desetljeća, a to će promijeniti način na koji razmišljamo o putovanju zrakoplovom. Manji električni motori omogućili bi raspodijeljeni potisak sličan onom koji se koristi u NASA-inom prototipu X-57. Niže razine buke i niži operativni troškovi omogućit će zrakoplovima na električni pogon da lete mnogo bliže mjestima gdje ljudi žive i rade.

Zapravo, nekoliko najmodernijih projekata električnih zrakoplova ima za cilj ne samo zamijeniti zemaljski prijevoz između gradova, kao što to planiraju koncepti Zunum i Eviation za 9 do 12 putnika, već i unutar njih. Leteći taksiji će vrlo brzo postati stvarnost, no ostaje za vidjeti predstavljaju li koncepti futurističkog izgleda Vahana i CityAirbus zaista budućnost. U svakom slučaju, letovi od vrata do vrata nisu isključivi prerogativ električnih zrakoplova.

Iako nije novi koncept, uporaba rotorcrafta, tj. letjelica koje mogu prijeći s okomitog uzgona na konfiguraciju fiksnih krila, do sada je uglavnom bila ograničena na američku vojsku.

Međutim, talijanski proizvođač helikoptera Leonardo trenutno priprema civilni model za komercijalno lansiranje AW609, koji bi, ako bude uspješan, potencijalno mogao transformirati izvršno i regionalno zrakoplovstvo. AW609 kombinira elemente dizajna i aviona i helikoptera.

Mnoge tvrtke razvijaju električne pogonske sustave za zračne taksije, prigradske zrakoplove i vozila s električnim vertikalnim uzlijetanjem i slijetanjem (eVTOL), od kojih su mnoga autonomna. Na primjer, proizvođač električnih motora MagniX radi s dobavljačem baterija H55 kako bi preinačio zrakoplov Harbor Air operatera hidroaviona sa sjedištem u Vancouveru u potpuno električnu flotu. A izraelska tvrtka Eviation razvila je Alice, prvi potpuno električni putnički avion na svijetu s baterijskom tehnologijom poput mobitela i dometom leta od ~800 km.

Hibridna energija je još jedan način. U 2020., hibridno-električni Eel američkog startupa Ampaire završio je testni let od 550 km s električnim motorom u nosu i konvencionalnim motorom s izgaranjem u stražnjem dijelu. A tu je i vodik, 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 vodikom proizvedenim iz obnovljivih izvora energije, nadajući se da će ga jednog dana koristiti za pogon golemih mlažnjaka koji putuju na velike udaljenosti bez emisije CO2. Boeing također testira vlastite letjelice na vodikov pogon.

Pročitajte također: Saab JAS 39 Gripen - kao opcija za Zračne snage Ukrajine: saznajemo o kakvom je zrakoplovu riječ

U potrazi za brzinom

Postoji jedno područje u kojem se čini da je komercijalno zrakoplovstvo krenulo unazad, a ne naprijed. Nekad se nadzvučno moglo preletjeti Atlantik, no danas su se i oni najdubljeg džepa prisiljeni zadovoljiti podzvučnim brzinama. Neki startupi rade na tome da to poprave.

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

Aerion AS2 još je jedan projekt civilne nadzvučne letjelice namijenjen tržištu izvršnih usluga. Iako je još u fazi razvoja, već se može pohvaliti narudžbom od 2,4 milijarde dolara od frakcijskog operatera Flexjeta za 20 svojih zrakoplova AS2 brzine 1,5 Macha. Ali čak i te brzine blijede pored hipersoničnih brzina koje predviđaju neki ambiciozni istraživački programi.

Spaceliner, projekt kojeg vodi DLR, njemački institut za istraživanje svemira, putovat će do ruba svemira i letjeti 25 puta brže od brzine zvuka. Na taj bi se način iz, recimo, Londona do Australije moglo letjeti za oko 90 minuta.

"Vrlo često u zrakoplovnoj industriji izazov nije tehnološki, već financijski ili operativni", kaže Rolf Henke, član izvršnog odbora za istraživanje svemira u DLR-u, njemačkom Institutu za istraživanje svemira. “O mješovitim krilima se već pričalo 1920-ih, a o hipersoničnim letovima se govori od 1930-ih, ali treba vam netko tko je spreman preuzeti rizik i uložiti ogromne svote novca.”

Koliko je stvarna revolucija hipersoničnih letjelica? Hoćemo li doći do točke u kojoj će najnovije tehnologije koegzistirati?

Pročitajte također: 6 interkontinentalnih balističkih raketa (ICBM) koje mogu uništiti svijet

Koncept "mješovitog krila"

Jedan od prijedloga inženjera je i "blended wing body", što sam već nekoliko puta spomenuo. Ovaj potpuno novi oblik zrakoplova sličan je dizajnu "letećeg krila" koji se koristi u vojnim zrakoplovima poput kultnog bombarder B-2, ali mješovito krilo ima veći volumen u srednjem dijelu. I Boeing i Airbus rade na toj ideji, kao i treći igrač, JetZero sa sjedištem u Kaliforniji, koji si je zadao ambiciozan cilj da u upotrebu pusti zrakoplov s mješovitim krilima već 2030. godine.

"Vrlo smo ozbiljni što se tiče puta do nulte emisije u velikim zrakoplovima, a konstrukcija s mješovitim krilima može osigurati 50% manje potrošnje goriva i emisija", rekao je Tom O'Leary, suosnivač i izvršni direktor JetZero. "Ovo je ogroman korak naprijed u odnosu na ono na što je industrija navikla."

Budući da je neka vrsta hibrida između letećeg krila i tradicionalne "cijevi i krila", pomiješano krilo omogućuje cijelom zrakoplovu stvaranje uzgona uz minimiziranje otpora. NASA navodi da ovaj oblik "pomaže povećati ekonomičnost goriva i stvara veću površinu za teret (teret ili putnik) u središnjem dijelu trupa zrakoplova." Agencija ga je testirala na jednom od svojih eksperimentalnih zrakoplova, X-48. Tijekom oko 120 testnih letova između 2007. i 2012., dvije bespilotne letjelice X-48 na daljinsko upravljanje pokazale su održivost koncepta.

Prema O'Learyju, postoji jedan veliki tehnički problem koji koči proizvođače. "To je pritisak u ne-cilindričnom trupu", kaže on, ukazujući na činjenicu da je zrakoplov u obliku cijevi sposobniji podnijeti stalne cikluse širenja i skupljanja koji se javljaju tijekom svakog leta. “Ako mislite na “cijev i krilo”, onda to dijeli opterećenje – cijev nosi opterećenje od pritiska, a krila od savijanja. Ali miješano krilo ih u biti spaja. Tek sada to možemo učiniti s kompozitnim materijalima koji su i lagani i čvrsti." Ovaj radikalno novi oblik rezultirat će interijerom zrakoplova koji izgleda i osjeća se potpuno drugačije od današnjih širokotrupnih zrakoplova. JetZero se nada da će svoje letjelice staviti u službu do 2030.

Pročitajte također: TOP-5 najmodernijih nuklearnih podmornica

Nadzvučni letovi

Gotovo pola tuceta tvrtki natječe se da budu prve koje će javnosti ponuditi nadzvučna putovanja, što je zanimljivo zanimanje u vrijeme kada je velik dio ulaganja i inovacija u prijevozu usmjeren na razvoj čišćih, klimatski prihvatljivijih opcija koje troše manje goriva ili alternativne tehnologije pogona, kao što su baterije ili vodik.

Boom Supersonic iz Denvera planira debitirati sa svojim nadzvučnim putničkim zrakoplovom pod nazivom Overture 2029. godine. Prema Blakeu Schollu, izvršnom direktoru tvrtke, očekuje se da će u zrakoplovu biti između 64 i 80 putnika. Putovat će brzinom od 1,7 Macha, što je 1,7 puta brže od brzine zvuka – više nego dvostruko brže od konvencionalnog putničkog mlažnjaka.

Analitičari industrije kažu da su rizični kapital i ideja da komercijalni nadzvučni zrakoplovi zvuče kao dobra ideja uvelike pridonijeli oživljavanju projekta.

Kompanije kažu da će njihova nova generacija nadzvučnih zrakoplova imati manji ugljični otisak, uglavnom zato što će koristiti ekološki prihvatljivo mlazno gorivo. Ovo gorivo se proizvodi od poljoprivrednih proizvoda, uključujući soju i životinjske masti. Ali kritičari kažu da obećanje zanemaruje neke važne stvarnosti. Na primjer, nema dovoljno ekološki prihvatljivog zrakoplovnog goriva za avione koji danas postoje. A ono što postoji je skuplje – prema nekim procjenama dva do četiri puta skuplje od fosilnih goriva.

I kakvo god gorivo bilo, stvarnost je da će ga nadzvučni zrakoplovi uvijek koristiti više. Do 2022. nadzvučne letjelice mogle bi koristiti sedam do devet puta više goriva od konvencionalnih komercijalnih letjelica, a istovremeno prevoziti manje putnika, prema studiji Međunarodnog vijeća za čisti prijevoz. Ali NASA kaže da će nadzvučna putovanja, barem u početku, činiti vrlo mali dio ukupnih emisija CO2 i vrlo mali dio komercijalnog zrakoplovstva. Ipak, budući da se zrakoplovne kompanije obvezuju postići nultu neto emisiju ugljika do 2050., neki kažu da je teško vidjeti kako se nadzvučni zrakoplovi uklapaju u taj okvir.

Analitičari, međutim, sumnjaju, s obzirom na to koliko je teško komercijalnim zračnim prijevoznicima opstati. Nadzvučni zrakoplovi će prevoziti manje putnika i trošiti više goriva. Ako je to gorivo ekološki prihvatljivo mlazno gorivo, onda se troškovi još više povećavaju.

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

Tvrtkin mlaznjak Halcyon putovat će brzinom od 5 Macha – ili pet puta većom brzinom zvuka. No tvrtka je otvorena po pitanju tehnoloških izazova s ​​kojima se suočava u razvoju tako brzog zrakoplova. Danas, prema njegovom glasnogovorniku, šanse da se Halcyon digne u zrak manje su od 50%, ali očekuju da će se te šanse poboljšati s vremenom.

Ali čak i tada, Hermeus – i svi startupovi – morat će uvjeriti javnost da vjeruje u njihov projekt i nositi se s rastućom zabrinutošću o utjecaju zračnog putovanja na okoliš. Ovo može biti težak zadatak.

Optimizam i uzbuđenje okružuju ponovno oživljavanje nadzvučnih putovanja, a tehnologija nastavlja napredovati. Nadzvučni let otvara beskrajne mogućnosti za istraživanje i inovacije, otvarajući novu eru zračnog putovanja.

Visnovki

Dakle, iako ćemo možda morati još malo pričekati da letimo sutrašnjim futurističkim zrakoplovima, još uvijek se možemo usredotočiti na materijale i procese koji omogućuju današnje dekarbonizirane zrakoplove. Vežite sigurnosne pojaseve, putovanje je tek počelo.

Pročitajte također:

• Borci 5. i 6. generacije: koja je razlika i gdje je granica?
• Što trebate znati prije pokretanja web stranice