Kakšna bodo potniška letala prihodnosti

Če bi se popotniki skozi čas iz leta 1968 danes znašli na letališču, bi videli marsikatero spremembo, ki bi jih presenetila. Toda letala bi bila videti presenetljivo znana. Kljub znatnim izboljšavam materialov, motorjev in letalske elektronike, ki so leta 2017 najvarnejše leto v zgodovini letalstvakomercialna letala ostajajo strukturno podobna tistim iz šestdesetih let prejšnjega stoletja. Pravzaprav je boeing 1960, eno najbolje prodajanih potniških letal v zgodovini v številnih različicah, prvič poletelo leta 737.

To je zato, ker komercialno letalstvo daje prednost varnosti in daje prednost preizkušenim rešitvam, in ker drugi dogodki – na primer pri materialih in motorjih – pomenijo, da je tradicionalno oblikovanje še vedno pomembno. Ker pa industrija obupano išče načine za zmanjšanje emisij ogljika, se sooča z nekoliko resnejšim izzivom kot druge industrije, prav zato, ker je njene temeljne tehnologije tako težko opustiti. Mogoče je čas, da poskusite nekaj novega. Kako bi torej lahko izgledalo potovanje z letalom čez 50 let?

Preberite tudi: Orožje ukrajinske zmage: helikopterji Westland Sea King

Prihodnost potniških letal

V preteklih letih je bilo več poskusov spremeniti paradigmo načrtovanja letal. Sedemdeseta leta so obljubljala prihodnost nadzvočnih potovanj, ki nikoli niso postala resničnost, razen omejenih letov Concorde. Zamisel o letalu z "mešanimi krili", podobnem prikritemu bombniku Northrop B-1970, je bila občasno predstavljena, vendar doslej brez večjega uspeha.

Kombinacija tehničnih in finančnih razlogov je prisilila letalsko industrijo, da je opustila te precej čudne predloge in se osredotočila na bolj kanonične modele, ki so danes običajni. Ali bo naslednjih 50 let nadaljevalo počasno in enakomerno pot prejšnjega pol stoletja? Bomo spet priča hitremu tehnološkemu preboju, ki je bil značilen za letalstvo med koncem prve svetovne vojne in pristankom na luni Apollo? Naj vas očitno pomanjkanje spektakularnih prebojev ne zavede. Nekatere velike spremembe so tik za vogalom.

Preberite tudi: Orožje ukrajinske zmage: krilate rakete Storm Shadow / SCALP-EG

Električna letala

Večina letov na kratkih razdaljah bo v naslednjih nekaj desetletjih verjetno postala električna, kar bo spremenilo naš način razmišljanja o letalskem potovanju. Manjši električni motorji bi omogočili porazdeljen potisk, podoben tistemu, ki se uporablja v Nasinem prototipu X-57. Nižje ravni hrupa in nižji obratovalni stroški bodo letalom na električni pogon omogočili letenje veliko bližje krajem, kjer ljudje živijo in delajo.

Pravzaprav cilj več najsodobnejših projektov električnih letal ni le nadomestitev zemeljskega prevoza med mesti, kot načrtujeta koncepta Zunum in Eviation za 9- do 12 potnikov, ampak tudi znotraj njih. Leteči taksiji bodo zelo kmalu postali resničnost, vendar bo treba videti, ali koncepta futurističnega videza Vahana in CityAirbus res predstavljata prihodnost. Vsekakor pa poleti od vrat do vrat niso izključna pravica električnih letal.

Čeprav ni nov koncept, je bila uporaba rotacijskih propelerjev, tj. letal, ki lahko preidejo iz navpičnega vzgona v konfiguracijo fiksnih kril, do zdaj v veliki meri omejena na ameriško vojsko.

Vendar pa italijanski proizvajalec helikopterjev Leonardo trenutno pripravlja civilni model za komercialno lansiranje AW609, ki bi lahko, če bi bila uspešna, potencialno preoblikovala izvršno in regionalno letalstvo. AW609 združuje oblikovne elemente letal in helikopterjev.

Številna podjetja razvijajo električne pogonske sisteme za zračne taksije, letala in vozila z električnim navpičnim vzletanjem in pristajanjem (eVTOL), od katerih so mnoga avtonomna. Proizvajalec električnih motorjev MagniX na primer sodeluje z dobaviteljem baterij H55 pri preoblikovanju letal operaterja hidroplanov Harbour Air s sedežem v Vancouvru v popolnoma električno floto. In izraelsko podjetje Eviation je razvilo Alice, prvo popolnoma električno potniško letalo na svetu s tehnologijo baterije, podobno mobilniku, in dosegom ~800 km.

Hibridna energija je še en način. Leta 2020 je hibridno-električni Eel ameriškega zagonskega podjetja Ampaire opravil 550 km dolg testni let z električnim motorjem v nosu in običajnim motorjem z notranjim zgorevanjem v zadnjem delu. In potem je tu še vodik, ki ima velik potencial, če ga je mogoče proizvesti iz nizkoogljičnih virov in ne iz fosilnih goriv. Airbus veliko vlaga v tehnologijo, potrebno za pogon letal z vodikom, proizvedenim iz obnovljivih virov energije, v upanju, da ga bo nekega dne uporabil za pogon velikanskih letal, ki potujejo na dolge razdalje brez emisij CO2. Boeing preizkuša tudi lastno letalo na vodikov pogon.

Preberite tudi: Saab JAS 39 Gripen - kot možnost za letalske sile Ukrajine: ugotavljamo, za kakšno letalo gre

V lovu na hitrost

Zdi se, da je na enem področju komercialno letalstvo nazadovalo, ne pa naprej. Nekoč je bilo mogoče nadzvočno preleteti Atlantik, danes pa so se tudi tisti z najglobljimi žepi prisiljeni zadovoljiti s podzvočnimi hitrostmi. Nekateri startupi si prizadevajo to popraviti.

Boom Supersonic, startup, katerega investitorja sta inkubator iz Silicijeve doline Y Combinator in Japan Airlines, razvija komercialno letalo, ki naj bi letelo s hitrostjo 2,2 Macha in stalo manj kot Concorde.

Aerion AS2 je še en projekt civilnega nadzvočnega letala, namenjen trgu izvršnih storitev. Čeprav je še v razvojni fazi, se že ponaša z naročilom v vrednosti 2,4 milijarde dolarjev pri operaterju delnih reaktivnih letal Flexjetu za 20 njegovih letal AS2 s hitrostjo 1,5 Macha. Toda tudi te hitrosti bledijo poleg hiperzvočnih hitrosti, ki jih napovedujejo nekateri ambiciozni raziskovalni programi.

Spaceliner, projekt, ki ga vodi DLR, nemški inštitut za vesoljske raziskave, bo potoval na rob vesolja in letel 25-krat hitreje od hitrosti zvoka. Na ta način bi bilo mogoče iz recimo Londona v Avstralijo leteti v približno 90 minutah.

"V vesoljski industriji zelo pogosto izziv ni tehnološki, temveč finančni ali operativni," pravi Rolf Henke, član izvršnega odbora za vesoljske raziskave pri DLR, nemškem inštitutu za vesoljske raziskave. "O mešanih krilih se je govorilo že v dvajsetih letih prejšnjega stoletja, o hiperzvočnih poletih pa od tridesetih let prejšnjega stoletja, vendar potrebujete nekoga, ki je pripravljen tvegati in vložiti ogromne vsote denarja."

Kako resnična je revolucija hiperzvočnih letal? Bomo prišli do točke, ko bodo najnovejše tehnologije sobivale?

Preberite tudi: 6 medcelinskih balističnih raket (ICBM), ki lahko končajo svet

Koncept "mešanega krila"

Eden od predlogov inženirjev je "blended wing body", ki sem ga že večkrat omenil. Ta popolnoma nova oblika letala je podobna zasnovi "letečega krila", ki se uporablja v vojaških letalih, kot je ikonični B-2 bombnik, vendar ima mešano krilo v srednjem delu večji volumen. Tako Boeing kot Airbus delata na ideji, kot tudi tretji igralec, kalifornijski JetZero, ki si je zastavil ambiciozen cilj, da že leta 2030 začne uporabljati letalo z mešanimi krili.

"Zelo resno razmišljamo o poti do ničelnih emisij pri velikih letalih in ogrodje z mešanimi krili lahko zagotovi 50 % manj porabe goriva in emisij," je dejal Tom O'Leary, soustanovitelj in izvršni direktor JetZero. "To je izjemen korak naprej od tega, česar je industrija vajena."

Ker je nekakšen hibrid med letečim krilom in tradicionalnim "cevjo in krilom", mešano krilo omogoča celotnemu letalu ustvarjanje vzgona, hkrati pa zmanjšuje upor. NASA navaja, da ta oblika "pomaga povečati porabo goriva in ustvari večjo površino za tovor (tovor ali potnike) v osrednjem delu trupa letala." Agencija ga je preizkusila na enem od svojih poskusnih letal, X-48. Med približno 120 testnimi leti med letoma 2007 in 2012 sta dve brezpilotni daljinsko vodeni letali X-48 dokazali izvedljivost koncepta.

Po besedah ​​O'Learyja obstaja ena velika tehnična težava, ki zadržuje proizvajalce. "Gre za pritisk v necilindričnem trupu," pravi in ​​opozarja na dejstvo, da letalo v obliki cevi bolje prenaša stalne cikle širjenja in krčenja, ki se pojavljajo med vsakim letom. »Če pomislite na »cev in krilo«, potem razdeli obremenitev – cev nosi obremenitev pritiska, krila pa obremenitev upogiba. Toda mešano krilo jih v bistvu združuje. Šele zdaj lahko to storimo s kompozitnimi materiali, ki so lahki in močni." Ta radikalno nova oblika bo povzročila notranjost letala, ki bo videti in se bo počutila popolnoma drugače kot pri današnjih širokotrupnih letalih. JetZero upa, da bo svoje letalo začel uporabljati do leta 2030.

Preberite tudi: TOP-5 najsodobnejših jedrskih podmornic

Nadzvočni leti

Skoraj pol ducata podjetij se poteguje za prvo, ki bo javnosti ponudilo nadzvočna potovanja, kar je zanimivo zanimanje v času, ko je velik del naložb in inovacij v prometu osredotočen na razvoj čistejših, podnebju prijaznejših možnosti, ki porabijo manj goriva ali alternativne pogonske tehnologije, kot so baterije ali vodik.

Boom Supersonic iz Denverja načrtuje, da bo leta 2029 predstavil svoje nadzvočno potniško letalo Overture. Letalo naj bi sprejelo od 64 do 80 potnikov, je povedal Blake Scholl, izvršni direktor družbe. Potoval bo s hitrostjo 1,7 macha, kar je 1,7-kratna hitrost zvoka – več kot dvakrat hitreje od običajnega potniškega letala.

Industrijski analitiki pravijo, da sta k oživitvi projekta v veliki meri prispevala tvegani kapital in ideja, da se komercialna nadzvočna letala slišijo kot dobra ideja.

Podjetja pravijo, da bo imela njihova nova generacija nadzvočnih letal manjši ogljični odtis, predvsem zato, ker bodo poganjali okolju prijazno reaktivno gorivo. To gorivo je narejeno iz kmetijskih proizvodov, vključno s sojo in živalskimi maščobami. Toda kritiki pravijo, da obljuba zanemarja nekatere pomembne realnosti. Na primer, za današnja letala ni dovolj okolju prijaznega letalskega goriva. In kar obstaja, je dražje – po nekaterih ocenah dva do štirikrat dražje od fosilnih goriv.

In ne glede na gorivo, resničnost je, da ga bodo nadzvočna letala vedno porabila več. Do leta 2022 bi lahko nadzvočna letala porabila sedem- do devetkrat več goriva kot običajna komercialna letala, hkrati pa prevažala manj potnikov, kaže študija Mednarodnega sveta za čisti transport. Toda NASA pravi, da bo nadzvočno potovanje, vsaj na začetku, predstavljalo zelo majhen delež skupnih emisij CO2 in zelo majhen delež komercialnega letalstva. Čeprav se letalski prevozniki zavezujejo, da bodo do leta 2050 dosegli ničelne emisije ogljika, nekateri pravijo, da je težko razumeti, kako se nadzvočna letala ujemajo s tem okvirom.

Vendar pa analitiki dvomijo glede na to, kako težko je komercialnim letalskim prevoznikom obstati. Nadzvočna letala bodo prevažala manj potnikov in porabila več goriva. Če je to gorivo okolju prijazno reaktivno gorivo, potem se stroški še povečajo.

Hermeus s sedežem v Atlanti je le eno od podjetij, ki raziskuje možnost izdelave še hitrejšega, hiperzvočnega komercialnega potniškega letala. Medtem ko nadzvočna letala potujejo hitreje od hitrosti zvoka, hiperzvočna letala potujejo s pet ali večkratno hitrostjo.

Reaktivno letalo Halcyon bo potovalo s hitrostjo 5 machov – ali petkratno hitrostjo zvoka. Toda podjetje je odprto glede tehnoloških izzivov, s katerimi se sooča pri razvoju tako hitrega letala. Danes so po besedah ​​njegovega tiskovnega predstavnika možnosti, da Halcyon poleti v zrak, manjše od 50 %, vendar pričakujejo, da se bodo te možnosti sčasoma izboljšale.

Toda tudi takrat bodo morali Hermeus – in vsa zagonska podjetja – prepričati javnost, da verjame v njihov projekt, in se soočiti z naraščajočo zaskrbljenostjo glede okoljskega vpliva letalskih potovanj. To je lahko težka naloga.

Optimizem in navdušenje obkrožata ponoven vzpon nadzvočnih potovanj, tehnologija pa še naprej napreduje. Nadzvočno letenje odpira neskončne priložnosti za raziskave in inovacije ter uvaja novo dobo letalskih potovanj.

Visnovki

Čeprav bomo morda morali še malo počakati, da letimo s jutrišnjimi futurističnimi letali, se lahko še vedno osredotočimo na materiale in postopke, ki omogočajo današnja dekarbonizirana letala. Pripnite se z varnostnimi pasovi, pot se je šele začela.

Preberite tudi:

• Borci 5. in 6. generacije: kakšna je razlika in kje je meja?
• Kaj morate vedeti, preden zaženete spletno stran