Това е птица. Това е самолет. Това е Суперм... Не, самолет си е. При това пътнически. И е много, много бърз.
Или поне се очаква да бъде.
Авиокомпанията Boeing обяви плановете си за създаване на свръзхвуков пътнически самолет, който ще промени начина за използване на въздушния транспорт. Когато той стане реалност (а това няма да се случи скоро), ще е възможно полетът от Ню Йорк до Токио, който сега отнема 14 часа, да става реалност само за два. Колкото човек да изгледа един филм.
Това ще стане възможно благодарение на скоростта, която теоретично самолетът ще може да постигне - Max 5, равняваща се на над 6000 км/ч. За сравнение, сегашните пътнически самолети летят с около 900 км/ч.
Концептуалния модел на Boeing беше представен на конференция на Американския институт за аеронавтика и астронавтика, проведен в американския град Атланта. Идеята е самолетът да може се използва не само за пътнически, но и за военни цели. Инженерите на компанията работят по няколко различни концепции за свръхзвукови превозни средства с още по-широк кръг от приложения. Основната цел е Boeing да е готова за момента, в които пазарите и пътниците ще са готови да се възползват от предимствата на свръхзвуковия полет, като по този начин компанията да запази лидерската си позиция.
Тъжната новина? Ще трябва доста да почакаме за възможността да пътуваме с такава скорост. Машината на Boeing все още съществува само на концептуално ниво и има много време докато се стигне дори до опит за построяването на прототип.
Кевин Боукът, основен разработчик в компанията в областта на хиперзвука, обяснява, че е възможно подобен самолет да се появи в рамките на следващите между 20 и 30 години.
Нова скорост, нов дизайн
Идеята не е излитането да става с такава скорост - нито имате нужда, нито бихте искали да достигнете Мах 5 при излитане. Дизайнерите на Boeing си представят двигател за самолет за пътнически полети, който да има възможност да лети с широк набор от скорости и да постига най-високата, когато това е наистина необходимо и възможно.
Освен това перките на традиционните двигатели ще се разпаднат при подобно ускорение. При пътуване със свръхзвукова скорост не са нужни витла, които да компресират въздуха, защото самата скорост на самолета прави това.
Поради тази причина повечето концепции за хиперзвукови самолети разчитат на т.нар. "ramjet". Този тип двигатели използват движението на самолета напред, за да компресират въздуха, и така да постигат впечатляващи скорости.
Такъв ramjet ще стои в основата и на самолета на Boeing, давайки възможност за достигане на Max 5.
Подобни скорости няма как да не повлияят и на дизайна на самия самолет, както личи и от илюстрацията, представена от компанията. Огромно предизвикателство е опашката на свръхзвуковия самолет. Горните части на крилата създават вълни чрез които въздушния поток бива избутан далеч от самолета. Това създава зони с много ниско налагяне, които пречат на опашката да изпълнява своята задача - да стабилизира самолета и да помага за управлението му.
"Опашката не работи при въздух с ниско налягане - необходимо й е такова, което да й помага да е ефективна. Заради това трябва да моделираш хиперзвуковия самолет така, че опашката винаги да е в обхвата на въздушен поток с високо налягане", обяснява Боукът. Решението на Boeing е да разделят опашката, да наклонят двете половини и да ги поставят в тези зони, където налягането ще е по-високо.
Глад за въздух
Колкото по-бързо се движи самолетът, толкова по-малко тяга произвежда неговият двигател със същото количество въздух. Това е една от причините самолетните двигатели да стават по-големи, когато самолетът е предвиден за движение с по-висока скорост. Концепцията на Boeing показва самолет, оформен така, че да пренасочва колкото се може повече въздух към двигателите.
Високоскоростната въздушна струя забавя скоростта си, когато влезе в самия двигател, а това води до отделянето на нежелана топлина. Поради тази причина самолетът на Boeing ще има охлаждаща система, която да се справя с този проблем. От Boeing изследват възможностите за целта вместо вода да използва други вещества - течен метан, например.
Присъствието на пътници в самолета също превръща охлаждането в съществен въпрос, нуждаещ се от решение, тъй като обвивката на самолета (най-вероятно направена от титаний) ще се нагорещява до 593 градуса по Целзий заради триенето с въздуха.
Високо, високо, високо...
Друг съществен въпрос е височината, на която самолетът ще лети - над 28 км. Причината за това не е някаква дизайнерска приумица, а динамичното налягане, което се причинява от течението по повърхността и е от същественото значение за летенето. Най-лесният начин сами да получите урок по динамично налягане е да си покажете ръката през прозореца на движещ се автомобил и да смените ъгъла й.
С повишаването на скоростта динамичното налягане също достига до опасни нива. Тук роля вече има и плътността на въздуха, която е от основно значение за изчислението на това налягане. Ако свръзхуков самолет лети на височина 9 км, той най-вероятно ще се разпадне. Но при по-разредения въздух на 28 км над земята се постига баланс и същият самолет може да лети безопасно.
Едно съществено нещо, което може да се промени при тези самолети, е наличието на прозорци. Възможно е пасажерите, а може би дори и пилотите, да разполагат с виртуални прозорци, вместо с истински такива.
За целта ще се използват камери, които да показват заобикалящата самолета среда. А от очакваната височина, на която ще се извършват полетите, ще могат да се видят както изкривяването на земния хоризонт, така и черната бездна на космоса.
Надпреварата вече тече
Boeing не са сами в надпреварата за новата ера в пътническите полети. Компанията обяви плановете си да развива технологии в областта на свръхзвуковите скорости през 2018-а. По-рано тази година представиха свръхзвуков шпионски дрон, чиято цел е да конкурира все още неназования наследник на SR-71 Blackbird на компанията Lockheed Martin.
Но има и други, които целят подобен пробив. Един от тях е базираната в Невада компания Aerion Corporation с нейния бизнес самолет AS2. Очаква се самолетът да може да достигне скорост Мах 1,5, но за сметка на това ще може да превозва само до 12 пасажери. Според Aerion Corporation той ще е готов да полети още през 2023 г. Китай също представи свой дизайн за свръхзвуков пътнически самолет.
Но и за него, а и за концепцията на Boeing и наистина бързото летене вероятно ще ни се наложи да почакаме още няколко десетилетия.
