Како ќе изгледаат патничките авиони во иднината

Доколку патниците низ времето од 1968 година би се нашле денес на аеродромот, би забележале многу промени кои би ги изненадиле. Но, авионите би изгледале изненадувачки познато. И покрај значителните подобрувања во материјалите, моторите и авиониката што ја направија 2017 година најбезбедната година во историјата на воздухопловството, комерцијалните авиони остануваат структурно слични на оние од 1960-тите. Всушност, Боинг 737, еден од најпродаваните патнички авиони во историјата во неговите многубројни верзии, првпат се појави во воздух во 1967 година.

Тоа е затоа што комерцијалната авијација има приоритет на безбедноста, фаворизирајќи докажани решенија, и затоа што други случувања – на пример во материјалите и моторите – значат дека традиционалниот дизајн е сè уште релевантен. Меѓутоа, додека индустријата очајно бара начини да ги намали емисиите на јаглерод, таа се соочува со малку посериозен предизвик од другите индустрии, токму затоа што нејзините основни технологии се толку тешко да се напуштат. Можеби е време да пробате нешто ново. Па, како би можело да изгледа воздушниот сообраќај за 50 години?

Прочитајте исто така: Оружје на украинската победа: хеликоптери Westland Sea King

Иднината на патничките авиони

Со текот на годините, имаше неколку обиди да се промени парадигмата на дизајнот на авионите. 1970-тите ветуваа иднина на суперсонично патување кое никогаш не стана реалност, освен ограничените летови на Конкорд. Идејата за авион со „мешани крила“ сличен на стелт-бомбардерот Нортроп Б-2 беше наметната повремено, но досега без голем успех.

Комбинацијата на технички и финансиски причини ја принуди авионската индустрија да ги напушти овие прилично чудни предлози и да се фокусира на поканонските дизајни кои се норма денес. Дали следните 50 години ќе го продолжат бавниот, постојан пат од минатиот половина век? Дали повторно ќе го видиме брзиот технолошки пробив што ја карактеризира авијацијата помеѓу крајот на Првата светска војна и слетувањето на Месечината Аполо? Немојте да бидете измамени од очигледниот недостаток на спектакуларни откритија. Некои големи промени се веднаш зад аголот.

Прочитајте исто така: Оружје на украинската победа: „Storm Shadow“ / крстосувачки ракети „SCALP-EG“.

Електрични авиони

Поголемиот дел од летовите на кратки релации најверојатно ќе станат електрични во следните неколку децении, а тоа ќе го промени начинот на кој размислуваме за воздушниот сообраќај. Помалите електрични мотори ќе овозможат дистрибуиран потисок сличен на оној што се користи во прототипот Х-57 на НАСА. Пониските нивоа на бучава и пониските оперативни трошоци ќе им овозможат на авионите на електричен погон да летаат многу поблиску до местата каде што луѓето живеат и работат.

Всушност, неколку најсовремени проекти за електрични авиони имаат за цел не само да го заменат копнениот транспорт меѓу градовите, како што планираат да направат концептите Zunum и Eviation од 9 до 12 патници, туку и во нив. Летечките такси ќе станат реалност многу наскоро, но останува да се види дали концептите на Vahana и CityAirbus со футуристички изглед навистина ја претставуваат иднината. Во секој случај, летовите од врата до врата не се ексклузивна привилегија на електричните авиони.

Иако не е нов концепт, употребата на роторни летала, т.е. авиони кои можат да преминат од вертикално подигање на конфигурација на фиксни крила, до сега беше во голема мера ограничена на американската војска.

Сепак, италијанскиот производител на хеликоптери Леонардо во моментов подготвува цивилен модел за комерцијално лансирање AW609, кој, доколку биде успешен, потенцијално би можел да ја трансформира извршната и регионалната авијација. AW609 ги комбинира дизајнерските елементи и на авионите и на хеликоптерите.

Многу компании развиваат електрични погонски системи за воздушни такси, патнички авиони и електрични возила за вертикално полетување и слетување (eVTOL), од кои многу се автономни. На пример, производителот на електрични мотори MagniX работи со добавувачот на батерии H55 за да ги претвори авионите на операторот на хидроавион од Ванкувер, Харбор Ер, во целосно електрична флота. И израелската компанија Eviation го разви Alice, првиот целосно електричен патнички авион во светот со технологија за батерии слични на мобилни телефони и опсег на летот од ~ 800 km.

Хибридната енергија е уште еден начин. Во 2020 година, хибрид-електричната јагула на американскиот стартап Ampaire заврши тест лет од 550 километри со електричен мотор во носот и конвенционален мотор со согорување во задниот дел. А потоа, тука е водородот, кој има голем потенцијал ако може да се произведува од извори со ниска содржина на јаглерод, а не од фосилни горива. Ербас инвестира многу во технологијата потребна за напојување на авиони со водород произведен од обновливи извори на енергија, надевајќи се дека еден ден ќе ја искористи за напојување на огромни авиони кои патуваат на долги растојанија без емисија на CO2. Боинг тестира и сопствен авион на водород.

Прочитајте исто така: Saab JAS 39 Gripen - како опција за воздухопловните сили на Украина: дознаваме за каков авион се работи

Во потрага по брзина

Постои една област каде што комерцијалната авијација се чини отиде наназад, а не напред. Некогаш беше возможно да се прелета суперсонично преку Атлантикот, но денес дури и оние со најдлабок џеб се принудени да се задоволат со субсонични брзини. Некои стартапи работат на тоа да го поправат.

Boom Supersonic, стартап чии инвеститори се инкубаторот Y Combinator од Силиконската долина и Japan Airlines, развива комерцијален авион кој се очекува да лета со брзина од 2,2 мах и да чини помалку од Concorde.

Aerion AS2 е уште еден проект за цивилен суперсоничен авион наменет за пазарот на извршни услуги. Иако сè уште е во фаза на развој, тој веќе може да се пофали со нарачка од 2,4 милијарди долари од фракциониот млазен оператор Flexjet за 20 од неговите авиони AS2 од 1,5 мах. Но, дури и овие брзини бледнеат покрај хиперсоничните брзини предвидени од некои амбициозни истражувачки програми.

Spaceliner, проект предводен од DLR, германскиот институт за истражување на воздухопловството, ќе патува до работ на вселената за да лета 25 пати побрзо од брзината на звукот. На овој начин би можело да лета од, да речеме, Лондон до Австралија за околу 90 минути.

„Многу често во воздушната индустрија, предизвикот не е технолошки, туку финансиски или оперативен“, вели Ролф Хенке, член на извршниот одбор за воздушно-вселенско истражување во DLR, Германскиот институт за воздушно-вселенско истражување. „За мешаните крила веќе се зборуваше во 1920-тите, а за хиперсонични летови се зборуваше од 1930-тите, но ви треба некој кој е подготвен да ризикува и да инвестира огромни суми пари.

Колку е реална револуцијата на хиперсонични авиони? Дали ќе дојдеме до точка каде што ќе коегзистираат најновите технологии?

Прочитајте исто така: 6 интерконтинентални балистички ракети (ICBM) кои можат да му стават крај на светот

Концептот на „мешано крило“

Еден од предлозите на инженерите е „мешаното тело на крилото“, кое веќе неколку пати го спомнав. Овој целосно нов облик на авион е сличен на дизајнот на „летечко крило“ што се користи во воените авиони како што е иконата Бомбардер Б-2, но мешаното крило има поголем волумен во средишниот дел. И Боинг и Ербас работат на идејата, како и третиот играч, калифорнискиот JetZero, кој си постави амбициозна цел да стави во употреба авион со мешани крила уште во 2030 година.

„Ние сме многу сериозни за патот до нула емисии во големите авиони, а воздушната рамка со мешани крила може да обезбеди 50% помалку согорување на гориво и емисии“, рече Том О'Лири, ко-основач и извршен директор на JetZero. „Тоа е огромен скок напред од она на што е навикната индустријата.

Како еден вид хибрид помеѓу летечкото крило и традиционалното „цевка и крило“, хибридното крило му овозможува на целиот авион да генерира подигање додека го минимизира отпорот. НАСА наведува дека оваа форма „помага за зголемување на економичноста на горивото и создава поголема носивост (товар или патник) во централниот дел на телото на авионот. Агенцијата го тестираше на еден од своите експериментални авиони, X-48. За време на околу 120 пробни летови помеѓу 2007 и 2012 година, два беспилотни летала X-48 на далечинско управување ја покажаа одржливоста на концептот.

Според О'Лири, постои еден голем технички проблем што ги кочи производителите. „Тоа е притисокот во нецилиндричниот труп“, вели тој, укажувајќи на фактот дека авион во облик на цевка е подобро способен да се справи со постојаните циклуси на проширување и контракција што се случуваат за време на секој лет. „Ако размислувате за „цевката и крилото“, тогаш таа го дели товарот - цевката го поднесува товарот од притисок, а крилата го поднесуваат товарот од свиткување. Но, измешаното крило во суштина ги спојува. Дури сега можеме да го направиме ова со композитни материјали кои се и лесни и силни“. Оваа радикално нова форма ќе резултира во внатрешноста на авионот што изгледа и се чувствува сосема поинаква од онаа на денешните авиони со широка карта. JetZero се надева дека ќе го има својот авион во употреба до 2030 година.

Прочитајте исто така: ТОП-5 најмодерни нуклеарни подморници

Суперсонични летови

Речиси половина дузина компании се борат да бидат првите што ќе понудат суперсонично патување на јавноста, интересен интерес во време кога голем дел од инвестициите и иновациите во транспортот се фокусирани на развивање почисти, попријателски опции за климата кои трошат помалку гориво или алтернативни погонски технологии, како што се батерии или водород.

Boom Supersonic од Денвер планира да дебитира со својот суперсоничен патнички авион наречен Overture во 2029 година. Во авионот се очекува да се сместат меѓу 64 и 80 патници, според Блејк Шол, извршен директор на компанијата. Ќе патува со брзина од 1,7 мах, што е 1,7 пати поголема од брзината на звукот – повеќе од двапати побрзо од конвенционалните патнички авиони.

Индустриските аналитичари велат дека ризичниот капитал и идејата дека комерцијалните суперсонични авиони звучат како добра идеја во голема мера придонеле за заживување на проектот.

Компаниите велат дека нивната нова генерација на суперсонични авиони ќе имаат помал јаглероден отпечаток, најмногу поради тоа што ќе се напојуваат со еколошки авионско гориво. Ова гориво се прави од земјоделски производи, вклучувајќи соја и животински масти. Но, критичарите велат дека ветувањето игнорира некои важни реалности. На пример, нема доволно еколошки воздухопловно гориво за авионите што постојат денес. А она што постои е поскапо – според некои проценки два до четири пати поскапо од фосилните горива.

И без оглед на горивото, реалноста е дека суперсоничните авиони секогаш ќе користат повеќе од него. До 2022 година, суперсоничните авиони би можеле да користат седум до девет пати повеќе гориво од конвенционалните комерцијални авиони додека превезуваат помалку патници, според студијата на Меѓународниот совет за чист транспорт. Но, НАСА вели дека суперсоничното патување, барем на почетокот, ќе претставува многу мал дел од вкупните емисии на CO2 и многу мал дел од комерцијалната авијација. Сепак, со оглед на тоа што авиокомпаниите ветија дека ќе достигнат нето нула емисии на јаглерод до 2050 година, некои велат дека е тешко да се види како суперсоничните авиони се вклопуваат во таа рамка.

Сепак, аналитичарите имаат свои сомнежи, со оглед на тоа колку е тешко за комерцијалните авиокомпании да останат во живот. Суперсоничните авиони ќе превезуваат помалку патници и ќе трошат повеќе гориво. Ако ова гориво е еколошки авионско гориво, тогаш трошоците се зголемуваат уште повеќе.

Хермеус со седиште во Атланта е само една од компаниите кои ја истражуваат можноста за изградба на уште побрз, хиперсоничен комерцијален патнички авион. Додека суперсоничните авиони патуваат побрзо од брзината на звукот, хиперсоничните авиони патуваат со пет или повеќе пати поголема брзина од таа брзина.

Авионот Halcyon на компанијата ќе патува со 5 мах - или пет пати поголема од брзината на звукот. Но, компанијата е отворена за технолошките предизвици со кои се соочува во развојот на толку брз авион. Денес, според неговиот портпарол, шансите да се добие Халкион во воздух се помали од 50%, но тие очекуваат тие шанси да се подобрат со текот на времето.

Но, дури и тогаш, Hermeus – и сите стартапи – ќе мора да ја убедат јавноста да верува во нивниот проект и да се справи со растечката загриженост за влијанието на воздушниот сообраќај врз животната средина. Ова може да биде тешка задача.

Оптимизмот и возбудата го опкружуваат оживувањето на суперсоничното патување, а технологијата продолжува да напредува. Суперсоничниот лет отвора бескрајни можности за истражување и иновации, воведувајќи нова ера на воздушниот сообраќај.

Висовски

Така, иако можеби ќе треба да почекаме уште малку за да летаме со утрешните футуристички авиони, сепак можеме да се фокусираме на материјалите и процесите што ги овозможуваат денешните декагрбонизирани авиони. Врзете ги појасите, патувањето само што започна.

Прочитајте исто така:

• Борци од 5-та и 6-та генерација: која е разликата и каде е границата?
• Што треба да знаете пред да отворите веб-страница