Poate că o aeronavă de pasageri capabilă să depășească o rută de orice durată în mai puțin de trei ore va deveni realitate până în anul 2030, a concluzionat corespondentul BBC Future.
Concorde a depășit distanța dintre Londra și Sydney în 17 ore, 3 minute și 45 de secunde - pentru comparație, zborul spre Boeing 747 de-a lungul aceleiași căi a durat aproximativ 22 de ore.
După sfârșitul războiului rece, una dintre variantele Tu-144 a fost utilizat în beneficiul agenției spațiale americane NASA, precum și laboratorul de zbor în cadrul programului comun ruso-american de cercetare pentru a dezvolta o nouă generație de dispozitive de aeronave civile supersonice.
Odată cu scoaterea din funcțiune a celor două, piața de călători supersonică a fost golită. Acum, la 12 ani după terminarea zborurilor regulate Concorde, mai multe birouri de proiectare lucrează la crearea unor aeronave de mare viteză.
Dezvoltarea va fi mai ecologică decât aeronavele de pasageri existente, nu mai puțin sigure și nu mult mai costisitoare de operat
Un astfel de proiect este cel european Lapcat II. în cadrul căruia se planifică crearea a două avioane supersonice simultan.
Și unul dintre aceștia ar trebui să dezvolte o viteză de croazieră de 8500 km / h, adică de 8 ori mai mare decât viteza de zgomot, ceea ce îi va permite să transporte pasageri între Bruxelles și Sydney în 2 ore și 55 de minute.
Potrivit acestora, rezultatele unei serii de teste preliminare indică faptul că această dezvoltare va fi mai ecologică decât aeronavele de pasageri existente, nu este mai puțin sigură și nu este mult mai costisitoare de operat decât aeronavele curente pe căi lungi.
Care combustibil să alegeți?
Membru al Agenției Spațiale Europene (ESA) Johan Stilant coordonează programul Lapcat II.
În cadrul programului Lapcat II, două proiecte sunt dezvoltate în paralel. Una dintre ele este Lapcat A2, capabilă să dezvolte o viteză corespunzătoare numărului Mach de 5 (M = 5).
Acesta va fi echipat cu un motor hibrid cu jet de aer / rachetă cu sistem de pre-răcire Scimitar.
O altă aeronavă, dezvoltată direct de ESA, va folosi un motor hipersonic. Viteza sa de croazieră este de așteptat să fie M = 8.
Ca agent de oxidare în motorul statoreactor (statoreactoare) utilizează aerul exterior viteză mare deplasare a curentului de aer care intră în priza de aer, este comprimat și introdus în camera de ardere.
Pe acest principiu, de exemplu, funcționează rachetele folosite de luptătorul european Eurofighter Typhoon.
Aeronavele echipate cu un joncțiune sunt capabile să dezvolte o viteză foarte mare. Dar pe ce combustibil ar trebui să funcționeze motoarele hipersonice ale viitorului?
Aceasta este o problemă foarte importantă, având în vedere că unul dintre factorii decisivi în crearea avioanelor de mare viteză este necesitatea de a reduce la minimum nivelul emisiilor nocive.
Spre deosebire de aeronavele cu subsol moderne, companiile aeriene care lucrează la hidrogen nu vor arunca în atmosferă substanțe care sporesc efectul de seră
Din acest motiv, ESA a ales hidrogen, care este mai ecologic decât combustibilii cu hidrocarburi.
Mai mult, deși hidrogen lichid și poate fi aprins, nu se aprind ușor ca kerosenul (combustibil standard moderne aeronave), astfel încât riscul de bord de explozie sau incendiu este mult mai mic. Pe hidrogenul lichid, de exemplu, au funcționat motoarele Shuttle Space Shuttle NASA.
„In schimb, kerosen, hidrogen lichid în contact cu atmosfera este străfulgerat Prin urmare, în cazul unei scurgeri parcate sub aeronava nu se va forma băltoace de combustibil scurs, -. Spune Stilant -. Ca kerosenul, hidrogen pentru aprindere au nevoie de o sursă de căldură, astfel încât combustia spontană a condus “.
Lapcat II nu este singurul program existent pentru dezvoltarea unei aeronave de mare viteză. ESA face schimb de cunoștințe și tehnologie cu Agenția Japoneză de Explorare Aerospațială JAXA, în cadrul proiectului comun japonez-european Hikari.
JAXA lucrează, de asemenea, la crearea unui avion hipersonic numit Hytex, care se așteaptă să fie capabil să traverseze Oceanul Pacific în două ore la o viteză de M = 2.
Titularul titlului de imagine Getty Image Caption Unul dintre trupele sovietice Tu-144 din 1973 a fost prăbușit la emisiunea aeriană din Le Bourget. Aceasta a fost prima catastrofă a unui avion supersonic
În timpul testelor din tunelul aerian, motorul turbojet Hytex a atins deja o viteză de M = 1,8. Motorul utilizează hidrogen lichid atât ca combustibil, cât și ca agent de răcire pentru zborurile cu viteze hipersonice.
„Am finalizat formarea aspectului Hytex și a efectuat o serie de Consumul de combustibil tunelul de vant va fi de o cincime din cheltuielile ca motoarele de rachetă.“, - a declarat Hideyuki Taguchi, ceea ce duce angajat JAXA spre aeronave hypervelocity.
De unde să obțineți hidrogen?
Principala problemă care explică costul potențial ridicat al exploatării aeronavelor hipersonice rămâne eficiența scăzută a metodei existente de producere a hidrogenului.
Dacă hidrogenul a fost extras din gazele naturale mai degrabă decât prin electroliza apei, prețul unui bilet pentru un zbor hipersonic ar putea fi de aproximativ jumătate din costul biletului de astăzi la clasa business.
Și dacă utilizați tehnologia actuală de extracție a hidrogenului, biletul pentru un avion viitor se preconizează că va costa, în medie, de aproximativ trei ori mai mult decât un bilet de clasă business pentru un aeronavă modernă subsonică.
Deținătorul drepturilor de autor al ilustrației Biblioteca fotografică Science Photo caption NASA și o serie de alte organizații explorează posibilitatea creării de noi aeronave de pasageri supersonici
Deci, pentru un bilet de la Bruxelles la Sydney, va trebui să plătiți 5.000 de euro.
Cum să extragem mai eficient hidrogenul în cantitățile necesare?
„Hidrogenul poate fi transformată în energie electrică generată de centralele eoliene - a spus Stilant -. Acest principiu este deja pus în aplicare unul dintre lanțurile de supermarketuri belgiene - magazinele sale sunt echipate cu turbine eoliene care produc hidrogen, care funcționează pe camioane.“
Spre deosebire de aeronavele moderne, aeronavele care lucrează cu hidrogen nu vor arunca în atmosferă substanțe care sporesc efectul de seră, cum ar fi dioxidul de carbon, oxizii de sulf și funinginea.
Cu toate acestea, motoarele pe bază de hidrogen au propriul lor dezavantaj: în cursul activității lor, se formează vapori de apă, care rămân de mult timp în stratosfera și pot juca un rol în procesul de încălzire globală.
Volumul impactului sonor care ajunge la sol poate atinge 160 dB - suficient pentru a produce pierderi ireversibile ale auzului
Iar emisiile generate de arderea hidrogenului pot fi chiar mai distructive pentru climă, pentru că sunt într-adevăr împrăștiate de foarte mult timp.
"Încă mai trebuie să studiem mai detaliat mecanismul acestui proces", notează Stilant.
Studiile anterioare au aratat ca perioada de dispersie a vaporilor de apă se reduce exponențial cu creșterea altitudinii: la o altitudine de 25 km, acesta poate fi de 30 de ani și la altitudini mai mari de 32-34 km - mai putin de un an ".
Dezvoltatorii modelului Lapcat II, capabili să dezvolte o viteză de M = 8, intenționează să zboare la niveluri mult mai mari de 33 km, ceea ce, se așteaptă, va reduce impactul nociv asupra mediului.
Alternativ la hidrogen ar putea fi gazul natural lichefiat - de exemplu metanul supracooleat, care, atunci când este depozitat într-o stare lichidă, are un volum mult mai mic decât în gaz.
"Acest lucru poate incepe formarea unei piete aeriene de afaceri hipersonice", spune Stilant.
Ce să faci cu un boom sonic?
Alte companii se ocupă deja de crearea unei astfel de piețe. Producătorul european Airbus a brevetat recent conceptul de aeronavă hipersonic cu o aripă delta, capabilă să dezvolte o viteză de M = 4,5. Acest concept ar putea fi utilizat pentru a crea avioane de afaceri.
Airbus lucrează, de asemenea, împreună cu compania americană de pornire Aerion, pentru a crea avioane supersonice cu jet de aer pentru clienți bogați.
Aluminiu și titan la astfel de temperaturi se topesc, ca și petrolul
Un producător de apărare Lockheed Martin lucrează la o aeronavă civilă N + 2. capabil să zboare la o viteză de M = 1,7.
Cu toate acestea, la astfel de viteze mari de zbor, apare o altă problemă: impactul unui șoc acustic cauzat de un val de șoc de la o aeronavă care se deplasează la viteză supersonică.
Volumul impactului sonor care ajunge la sol poate atinge 160 dB - suficient pentru a produce pierderi ireversibile ale auzului.
Stația sonoră de la Concorde care zbura la supersonic a fost de 135 dB - mult mai puternică decât zgomotul mediu produs de aeronavele subsonice.
Aeronavele hiposonice ar trebui să zboare între Europa și America prin Polul Nord, făcând ruta departe de zona populată.
Un sunet mai puternic se aude când se schimbă viteza sau manevra. Iar volumul undei de șoc care ajunge la sol în acest caz este de două sau trei ori mai mare decât la altitudinea pe care avionul zboară.
Titularul drepturilor de autor Motoarele de reacție Captionul imaginii Avionul dezvoltat în cadrul proiectului Lapcat A2 ar putea să acopere distanța dintre Europa și Australia în doar câteva ore
Cu toate acestea, deoarece avionul hipersonic european va zbura deasupra transportatorilor aerieni convenționali, suprafața impactului sonor asupra terenului va fi mai mare, iar volumul său - mai mic.
Între timp, în Europa, echipa lui Stilant a suflat un avion hipersonic de 300 de modele într-un tunel vânt într-o scară 1: 120 la o viteză de M = 8 într-un tunel vânt.
Testele au confirmat capacitatea aeronavei de a crea o tracțiune pozitivă. Deși va cheltui două ori mai mult combustibil ca avionul proiectat, viteza de dezvoltare M = 4, economisirea timpului de călătorie va fi de aproximativ 50%, astfel încât pe aceeași rută ambele avioane vor avea nevoie de aproximativ aceeași cantitate de combustibil.
Cum să depășim problema încălzirii?
O altă problemă care trebuie rezolvată, - încălzirea suprafețelor exterioare este de aeronave hipersonic: zborul la viteze de la M = 5 și peste temperatura pielii va ajunge la 1000 ° C
Aluminiu și titan la astfel de temperaturi se topesc, ca și petrolul. Va trebui să folosesc materiale ceramice.
În timpul purjării la o viteză M = 8, suprafața modelului a fost încălzită la o temperatură cu aproximativ 30% mai mică decât la o viteză M = 5.
Acest paradox a fost o surpriză plăcută pentru echipa lui Stilant, care a prezentat rezultatele testului la o conferință de la Glasgow.
Pasagerii ar fi oameni care sunt interesați de moduri neobișnuite de călătorie și sunt dispuși să plătească o sumă echivalentă cu biletul de astăzi de primă clasă
„Masa de acoperire de tip barieră termică necesară pentru o aeronavă care zboară la o viteză M = 8 poate fi mai mică decât cea pentru aeronava zboară la M = 5 Brichetă avionului, consumul de combustibil mai mic ;. redus Corespunzător rezervoare de combustibil de volum, iar acest lucru la rândul său, duce la o ușurință și mai mare a construcției ", spune Stilant.
O echipă de ingineri japonezi care lucrează la proiect Hytex a studiat potențialul aeronavei hipersonic piață cu o viteză de croazieră de Mach 5 și a concluzionat că cel mai popular ar fi de 100 de locuri, capabil să execute două zbor pe zi de circulație (adică un total de patru zboruri de la decolare înainte de debarcare).
Pasagerii ar fi în principal oameni care sunt interesați de moduri neobișnuite de călătorie și sunt dispuși să plătească o sumă echivalentă cu biletul de astăzi de primă clasă.
Potrivit unui studiu efectuat de Airbus și japonez japonez Aircraft Development Corporation. până în 2030, costul segmentului de fabricare a aeronavelor hipersonice ar putea ajunge la 3,5 miliarde de euro, iar numărul de personal angajat în acesta va depăși 500 000 de persoane.
„Țintă bilet de preț pentru un zbor de la Tokyo, la Los Angeles ar fi comparabil cu costul de cazare curente de primă clasă în aceeași direcție“, - spune Taguchi.
Astfel, zborurile hipersonice au fost disponibile la aproximativ 10 la suta din totalul pasagerilor - adică, cei care au capacitatea și dorința de a plăti mai mult pentru mare viteză de zbor.
Partajați link-ul Despre modul de partajare
Articole similare
-
Evoluția rochiei miresei la expoziția din Londra - serviciul rusesc bbc
-
De ce tinerii londonezi se mută la casele de odihnă - serviciul rusesc
-
Abandonate Tadjiks cere să se întoarcă acasă soții migranți - serviciul rus bbc
Trimiteți-le prietenilor: