Seperti apa bentuk pesawat penumpang masa depan

Jika penjelajah waktu dari tahun 1968 menemukan diri mereka di bandara saat ini, mereka akan melihat banyak perubahan yang akan mengejutkan mereka. Tapi ternyata pesawat-pesawat itu terlihat familier. Meskipun terjadi peningkatan signifikan pada material, mesin, dan avionik pada tahun 2017 tahun teraman dalam sejarah penerbangan, pesawat komersial secara struktural tetap mirip dengan tahun 1960-an. Faktanya, Boeing 737, salah satu pesawat terlaris dalam sejarah dalam berbagai versinya, pertama kali mengudara pada tahun 1967.

Hal ini karena penerbangan komersial mengutamakan keselamatan, lebih mengutamakan solusi yang sudah terbukti, dan karena perkembangan lainnya – misalnya pada material dan mesin – membuat desain tradisional masih relevan. Namun, ketika industri ini berusaha keras mencari cara untuk mengurangi emisi karbon, mereka menghadapi tantangan yang sedikit lebih serius dibandingkan industri lain, justru karena teknologi intinya sangat sulit untuk ditinggalkan. Mungkin ini saatnya mencoba sesuatu yang baru. Jadi seperti apa perjalanan udara dalam 50 tahun ke depan?

Baca juga: Senjata kemenangan Ukraina: Helikopter Westland Sea King

Masa depan pesawat penumpang

Selama bertahun-tahun, ada beberapa upaya untuk mengubah paradigma desain pesawat. Tahun 1970-an menjanjikan masa depan perjalanan supersonik yang tidak pernah terwujud, kecuali penerbangan Concorde yang terbatas. Gagasan tentang pesawat "sayap campuran", mirip dengan pembom siluman Northrop B-2, kadang-kadang digembar-gemborkan, tetapi sejauh ini tidak membuahkan hasil.

Kombinasi alasan teknis dan finansial memaksa industri pesawat terbang untuk meninggalkan proposal yang agak aneh ini dan fokus pada desain yang lebih kanonik yang menjadi norma saat ini. Akankah 50 tahun ke depan melanjutkan perjalanan yang lambat dan stabil seperti yang terjadi pada setengah abad terakhir? Akankah kita kembali melihat terobosan teknologi pesat yang menjadi ciri penerbangan antara akhir Perang Dunia I dan pendaratan di bulan Apollo? Jangan tertipu oleh kurangnya terobosan spektakuler. Beberapa perubahan besar akan segera terjadi.

Baca juga: Senjata kemenangan Ukraina: rudal jelajah Storm Shadow / SCALP-EG

Pesawat listrik

Mayoritas penerbangan jarak pendek kemungkinan akan beralih ke layanan listrik dalam beberapa dekade mendatang, dan hal ini akan mengubah cara kita berpikir tentang perjalanan udara. Motor listrik yang lebih kecil akan memungkinkan daya dorong terdistribusi serupa dengan yang digunakan pada prototipe X-57 NASA. Tingkat kebisingan yang lebih rendah dan biaya pengoperasian yang lebih rendah akan memungkinkan pesawat bertenaga listrik terbang lebih dekat ke tempat dimana orang tinggal dan bekerja.

Faktanya, beberapa proyek pesawat listrik canggih tidak hanya bertujuan untuk menggantikan transportasi darat antar kota, seperti yang direncanakan oleh konsep Zunum dan Eviation yang berkapasitas 9 hingga 12 penumpang, tetapi juga di dalamnya. Taksi terbang akan segera menjadi kenyataan, namun masih harus dilihat apakah konsep Vahana dan CityAirbus yang tampak futuristik benar-benar mewakili masa depan. Bagaimanapun, penerbangan door-to-door bukanlah hak prerogatif eksklusif pesawat listrik.

Meskipun bukan merupakan konsep baru, penggunaan baling-baling putar, yaitu pesawat yang dapat bertransisi dari gaya angkat vertikal ke konfigurasi sayap tetap, hingga kini sebagian besar terbatas pada militer AS.

Namun, produsen helikopter Italia Leonardo saat ini sedang mempersiapkan model sipil untuk peluncuran komersial AW609, yang jika berhasil, berpotensi mengubah penerbangan eksekutif dan regional. AW609 menggabungkan elemen desain pesawat terbang dan helikopter.

Banyak perusahaan mengembangkan sistem propulsi listrik untuk taksi udara, pesawat komuter, dan kendaraan lepas landas dan mendarat vertikal listrik (eVTOL), banyak di antaranya bersifat otonom. Misalnya, produsen motor listrik MagniX bekerja sama dengan pemasok baterai H55 untuk mengubah pesawat milik operator pesawat amfibi yang berbasis di Vancouver, Harbour Air, menjadi armada yang sepenuhnya bertenaga listrik. Dan perusahaan Israel Eviation telah mengembangkan Alice, pesawat komuter listrik pertama di dunia dengan teknologi baterai seperti ponsel dan jangkauan penerbangan ~800 km.

Energi hibrida adalah cara lain. Pada tahun 2020, Belut listrik hibrida dari startup Amerika Ampaire menyelesaikan uji terbang sejauh 550 km dengan motor listrik di hidung dan mesin pembakaran konvensional di belakang. Lalu ada hidrogen, yang memiliki potensi besar jika dapat diproduksi dari sumber rendah karbon dibandingkan bahan bakar fosil. Airbus berinvestasi besar-besaran pada teknologi yang dibutuhkan untuk menggerakkan pesawat dengan hidrogen yang dihasilkan dari sumber energi terbarukan, dan berharap suatu hari nanti dapat menggunakannya untuk menggerakkan jet raksasa yang melakukan perjalanan jarak jauh tanpa emisi CO2. Boeing juga sedang menguji pesawat bertenaga hidrogen miliknya.

Baca juga: Saab JAS 39 Gripen - sebagai opsi untuk Angkatan Udara Ukraina: kami mencari tahu jenis pesawatnya

Dalam mengejar kecepatan

Ada satu bidang di mana penerbangan komersial tampaknya mengalami kemunduran, bukan kemajuan. Dulunya dimungkinkan untuk terbang dengan kecepatan supersonik melintasi Samudera Atlantik, namun saat ini bahkan mereka yang berkantong tebal pun terpaksa harus puas dengan kecepatan subsonik. Beberapa startup berupaya memperbaikinya.

Boom Supersonic, sebuah startup yang investornya termasuk inkubator Silicon Valley Y Combinator dan Japan Airlines, sedang mengembangkan jet komersial yang diharapkan terbang dengan kecepatan Mach 2,2 dan biaya lebih murah daripada Concorde.

Aerion AS2 adalah proyek pesawat supersonik sipil lainnya yang ditujukan untuk pasar jasa eksekutif. Meskipun masih dalam tahap pengembangan, pesawat ini sudah mendapat pesanan senilai $2,4 miliar dari operator jet fraksional Flexjet untuk 20 pesawat Mach 2 AS1,5 miliknya. Namun kecepatan ini pun tidak seberapa jika dibandingkan dengan kecepatan hipersonik yang diprediksi oleh beberapa program penelitian ambisius.

Spaceliner, sebuah proyek yang dipimpin oleh DLR, Institut Penelitian Dirgantara Jerman, akan melakukan perjalanan ke tepi luar angkasa untuk terbang 25 kali lebih cepat dari kecepatan suara. Dengan cara ini, penerbangan dari, katakanlah, London ke Australia dapat dilakukan dalam waktu sekitar 90 menit.

“Sering kali dalam industri kedirgantaraan, tantangannya bukan pada teknologi, namun finansial atau operasional,” kata Rolf Henke, anggota dewan eksekutif penelitian kedirgantaraan di DLR, Institut Penelitian Dirgantara Jerman. “Sayap campuran telah dibicarakan pada tahun 1920-an, dan penerbangan hipersonik telah dibicarakan sejak tahun 1930-an, namun Anda memerlukan seseorang yang bersedia mengambil risiko dan menginvestasikan sejumlah besar uang.”

Seberapa nyatakah revolusi pesawat hipersonik? Akankah kita mencapai titik di mana teknologi terbaru akan hidup berdampingan?

Baca juga: 6 rudal balistik antarbenua (ICBM) yang bisa mengakhiri dunia

Konsep "sayap campuran"

Salah satu usulan para insinyur adalah “badan sayap campuran”, yang telah saya sebutkan beberapa kali. Bentuk pesawat yang benar-benar baru ini mirip dengan desain “sayap terbang” yang digunakan pada pesawat militer seperti ikonik pembom B-2, tetapi sayap campuran memiliki volume lebih besar di bagian tengah. Baik Boeing maupun Airbus sedang mengerjakan gagasan tersebut, begitu pula pemain ketiga, JetZero yang berbasis di California, yang telah menetapkan tujuan ambisius untuk mengoperasikan pesawat bersayap campuran pada awal tahun 2030.

“Kami sangat serius dalam mencapai nol emisi pada pesawat besar, dan badan pesawat bersayap campuran dapat menghasilkan pembakaran bahan bakar dan emisi 50% lebih sedikit,” kata Tom O'Leary, salah satu pendiri dan CEO JetZero. “Ini merupakan lompatan maju yang luar biasa dari apa yang biasa dilakukan industri ini.”

Menjadi semacam gabungan antara sayap terbang dan "tabung dan sayap" tradisional, sayap campuran memungkinkan seluruh pesawat menghasilkan gaya angkat sekaligus meminimalkan hambatan. NASA menyatakan bahwa bentuk ini "membantu meningkatkan penghematan bahan bakar dan menciptakan area muatan yang lebih besar (kargo atau penumpang) di bagian tengah badan pesawat." Badan tersebut mengujinya pada salah satu pesawat eksperimentalnya, X-48. Selama sekitar 120 uji penerbangan antara tahun 2007 dan 2012, dua pesawat tak berawak X-48 yang dikendalikan dari jarak jauh menunjukkan kelayakan konsep tersebut.

Menurut O'Leary, ada satu masalah teknis besar yang menghambat produsen. “Itu adalah tekanan di badan pesawat non-silinder,” katanya, menunjuk pada fakta bahwa pesawat berbentuk tabung lebih mampu menangani siklus ekspansi dan kontraksi konstan yang terjadi selama setiap penerbangan. “Jika Anda berpikir tentang “pipa dan sayap”, maka ia membagi beban – pipa menanggung beban dari tekanan, dan sayap menanggung beban dari tekukan. Namun sayap campuran pada dasarnya menyatukan mereka. Hanya sekarang kita dapat melakukan ini dengan material komposit yang ringan dan kuat.” Bentuk baru yang radikal ini akan menghasilkan interior pesawat yang terlihat dan terasa benar-benar berbeda dibandingkan pesawat berbadan lebar masa kini. JetZero berharap pesawatnya dapat beroperasi pada tahun 2030.

Baca juga: TOP-5 kapal selam nuklir paling modern

Penerbangan supersonik

Hampir setengah lusin perusahaan berlomba-lomba untuk menjadi yang pertama menawarkan perjalanan supersonik kepada masyarakat, sebuah minat yang menarik di saat sebagian besar investasi dan inovasi dalam transportasi difokuskan pada pengembangan pilihan yang lebih bersih, ramah iklim, dan menggunakan lebih sedikit bahan bakar atau bahan bakar. teknologi propulsi alternatif, seperti baterai atau hidrogen.

Boom Supersonic yang berbasis di Denver berencana untuk meluncurkan jet penumpang supersoniknya yang disebut Overture pada tahun 2029. Pesawat tersebut diperkirakan dapat menampung antara 64 dan 80 penumpang, menurut Blake Scholl, CEO perusahaan. Pesawat ini akan melaju dengan kecepatan Mach 1,7, yaitu 1,7 kali kecepatan suara – dua kali lebih cepat dari jet penumpang konvensional.

Analis industri mengatakan bahwa modal ventura dan gagasan bahwa pesawat supersonik komersial terdengar seperti ide bagus telah memberikan kontribusi besar terhadap kebangkitan proyek tersebut.

Perusahaan-perusahaan tersebut mengatakan pesawat supersonik generasi baru mereka akan memiliki jejak karbon yang lebih kecil, terutama karena bahan bakar pesawat tersebut adalah bahan bakar jet yang ramah lingkungan. Bahan bakar ini terbuat dari produk pertanian, termasuk kedelai dan lemak hewani. Namun para kritikus mengatakan janji tersebut mengabaikan beberapa kenyataan penting. Misalnya, bahan bakar penerbangan yang ramah lingkungan untuk pesawat terbang yang ada saat ini tidak mencukupi. Dan bahan bakar yang ada saat ini lebih mahal – menurut perkiraan beberapa orang, dua hingga empat kali lebih mahal dibandingkan bahan bakar fosil.

Apa pun bahan bakarnya, kenyataannya pesawat supersonik akan selalu menggunakan lebih banyak bahan bakar. Pada tahun 2022, pesawat supersonik dapat menggunakan bahan bakar tujuh hingga sembilan kali lebih banyak dibandingkan pesawat komersial konvensional dan membawa lebih sedikit penumpang, menurut sebuah studi oleh Dewan Internasional untuk Transportasi Bersih. Namun NASA mengatakan bahwa perjalanan supersonik, setidaknya pada awalnya, akan menyumbang sebagian kecil dari total emisi CO2 dan sebagian kecil dari penerbangan komersial. Namun, dengan adanya komitmen maskapai penerbangan untuk mencapai emisi karbon nol pada tahun 2050, beberapa pihak mengatakan sulit untuk melihat bagaimana pesawat supersonik dapat masuk ke dalam kerangka tersebut.

Namun para analis memiliki keraguan, mengingat betapa sulitnya bagi maskapai penerbangan komersial untuk tetap bertahan. Pesawat supersonik akan membawa lebih sedikit penumpang dan menggunakan lebih banyak bahan bakar. Jika bahan bakar ini adalah bahan bakar jet yang ramah lingkungan, maka biayanya akan semakin meningkat.

Hermeus yang berbasis di Atlanta hanyalah salah satu perusahaan yang menjajaki kemungkinan membangun jet penumpang komersial hipersonik yang lebih cepat. Sementara pesawat supersonik bergerak lebih cepat dari kecepatan suara, pesawat hipersonik bergerak dengan kecepatan lima kali atau lebih.

Jet Halcyon milik perusahaan akan melaju dengan kecepatan Mach 5 – atau lima kali kecepatan suara. Namun perusahaan ini terbuka mengenai tantangan teknologi yang dihadapi dalam mengembangkan pesawat secepat itu. Saat ini, menurut juru bicaranya, peluang Halcyon mengudara kurang dari 50%, namun mereka memperkirakan peluang tersebut akan meningkat seiring berjalannya waktu.

Meski begitu, Hermeus – dan semua startup – harus meyakinkan masyarakat untuk percaya pada proyek mereka dan mengatasi kekhawatiran yang semakin meningkat mengenai dampak perjalanan udara terhadap lingkungan. Ini bisa menjadi tugas yang sulit.

Optimisme dan kegembiraan menyelimuti kebangkitan perjalanan supersonik, dan teknologi terus maju. Penerbangan supersonik membuka peluang tanpa batas untuk penelitian dan inovasi, mengantarkan era baru perjalanan udara.

овки

Jadi meskipun kita mungkin harus menunggu lebih lama untuk menerbangkan pesawat futuristik masa depan, kita masih bisa fokus pada bahan dan proses yang memungkinkan pesawat terbang masa kini terdekarbonisasi. Kencangkan sabuk pengaman Anda, perjalanan baru saja dimulai.

Baca juga:

• Pejuang Generasi 5 dan 6: Apa Bedanya dan Dimana Batasannya?
• Apa yang perlu Anda ketahui sebelum meluncurkan situs web