Знаменитий «Конкорд» міг долетіти з Лондона до Сіднея за 17 годин, три хвилини і 45 секунд; Boeing 747 робить це за 22 години.
Кінець літаків «Конкорд» і «Туполєв» залишив надзвуковий ринок порожнім. Але зараз, через 12 років після того, як «Конкорд» здійснив свій останній політ, на папері розглядаються проекти ще більш швидких літаків.
Один з таких проектів - Lapcat II, спроектований європейцями літак, здатний набирати швидкість у вісім разів швидше звуковий (8500 км / ч). Він зможе доставити пасажирів з Брюсселя в Сідней за 2 години 55 хвилин.
Йохан Стілант, головний інженер Європейського космічного агентства і координатор Lapcat-II, і його колеги відчував два прототипи. Один - літак в 5 махів, Lapcat-A2, оснащений ПВРД на охолодженому повітрі; другий - багатообіцяючий проект ESA, в 8 махів, теж оснащений ПВРД (прямоточним повітряно-реактивним двигуном).
ПВРД - це двигун, що пропускає повітря, без великих рухомих частин. Під час прямого руху, двигун стискає вхідне повітря, що проходить з високою швидкістю, і відправляє в камеру згоряння. Схожим чином працюють новітні сучасні ракети. ПВРД може забезпечити дуже високу швидкість руху літака. Але чим його годувати? Вибір палива вкрай важливий, особливо в світлі того, що майбутній надзвуковий флот буде щосили знижувати відсоток викидів шкідливих відходів в атмосферу. З цією метою був обраний водень, а не паливо на основі вуглеводнів.
Більш того, рідке водневе паливо не особливо паливно в середині польоту. Хоча водень може спалахнути, ризики вибуху або пожежі нижче, якщо порівнювати з сучасним гасових авіапаливом. NASA використовувало таке ж паливо для харчування космічних шатлів.
«Якщо буде витік, водень такий легкий, що кинеться вгору; відповідно, не утворюється калюжі з воднем на землі, як у випадку з гасом. Водню, як і гасу, потрібен запальник або джерело тепла для ініціації горіння, так що спонтанно він не загориться », - каже Стілант.
Команда Lapcat-II не самотня в цій області. Вони діляться ідеями та концептами з дослідниками по всьому Тихому океану. В Азії Японське агентство аерокосмічних досліджень (JAXA) також працює над надзвуковим лайнером під назвою Hytex, призначеним для перетину Тихого океану протягом двох годин на швидкості 5 махів.
Як Lapcat-II, так і JAXA є частиною проекту передачі знань про надзвуковий сфері між Європою і Японією - проект називається Hikari.
Агентства начебто NASA також досліджують можливості надзвукового руху
Турбореактивний двигун Hytex був успішно випробуваний в експериментальному польоті, в якому була змодельована швидкість до 1,8 махів. Hytex використовує рідкий водень як в якості палива, так і охолоджуючої рідини для повітряних подорожей на надзвукових швидкостях.
«Ми закінчили випробування ескізного проекту Hytex в аеродинамічній трубі. Витрата палива складає одну п'яту від витрати ракетних двигунів », - каже Хідеюкі Тагучі, глава з досліджень надзвукових літаків в JAXA.
Ефективна доставка водню - один з головних чинників, що впливають на високі експлуатаційні витрати. Якщо водень можна буде отримати з природного газу, а не з електролізу води, вартість авіаквитків на гіперзвукової поїздку може впасти приблизно до половини ціни квитка бізнес-класу.
Виходячи з поточних прогнозів, ціна квитка буде приблизно в три рази дорожче, ніж в середньому для поточних дозвукових квитків бізнес-класу. Оцінки показують вартість в 5000 євро за місце в польоті з Брюсселя в Сідней в один кінець.
Великим питанням залишається створення водню.
«Вітряні турбіни можуть накопичувати енергію, виробляючи водень, - каже Стілант. - Це вже було встановлено мережею бельгійських супермаркетів, навантажувачі яких працювали на водні, зробленому місцевим вітропарку ».
Навіть якщо авіалайнери на водневому паливі не виділяли б накопичуються парникові гази на кшталт діоксиду вуглецю, оксидів сірки або сажі, як сучасні дозвукові літаки, є й інша проблема. Водяна пара, вироблений згорянням водню, залишається в стратосфері протягом довгого часу і може стати істотним внеском в глобальне потепління.
Радянський «Ту-144» був єдиним літаком, який перевозив пасажирів швидше за швидкість звуку »
І цей ефект може стати гірше, ніж той, що надає сучасний флот літаків дальнього сполучення - водний пар буде залишатися в повітрі все довше. «Ми досі не з'ясували, як водяна пара розпадається згодом, - каже Стілант. - Попередні дослідження показали, що час життя водяної пари зменшується в геометричній прогресії, від 30 років на висоті 25 кілометрів до менш року на висоті 32-34 кілометрів ».
Lapcat-II також планує пускати свій варіант авіалайнера на 8 махів на висоті 33 кілометрів, мінімізуючи тим самим вплив на навколишнє середовище. Альтернативним паливом може стати скраплений природний газ, який-небудь переохолоджену рідкий метан; зберігати газ в рідкому стані куди простіше, ніж в газоподібному.
«Якби існував ринок реактивних двигунів малого бізнесу, все було б простіше», - каже Стілант.
Гонка за небеса
Інші компанії вже працюють над тим, щоб зробити бізнес сверзвуковой авіації реальністю. Airbus запатентувала дельта-крило сверзхвуковой проект на 4,5 маху, який можна буде використовувати для створення літаків бізнес-класу. Також компанія працює з американським стартапом Aerion над створенням доступного флоту надзвукових літаків для багатих клієнтів.
Є одна проблема з швидкими польотами - той самий «бум», коли ви розривається звуковий бар'єр. Європейські надзвукові літаки літатимуть над Північним полюсом і перетинати Берингову протоку, уникаючи населених земель. Звуковий вибух породжує 160 децибел шуму, який доходить до землі і може пошкодити слух людини. Старенький «Конкорд» виробляв 135 децибел шуму на Землі - набагато більше, ніж середньостатистичний авіалайнер.
Ще одна проблема в тому, що коли надзвуковий літак змінює свою швидкість, здійснює маневр або повертає, народжується «супербум». На землі цей «супербум» в два-три рази голосніше, ніж на висоті літака. Оскільки європейський надзвуковий літак буде літати вище, його ударні хвилі на землі будуть розсіюватися і виробляти меншу ударну хвилю.
В Європі, група Стіланта відчуває свій проект на 300 місць, хоча поки і в масштабі 1: 120 на швидкості в 8 махів в аеродинамічній трубі. Вони довели, що цей проект може виробляти позитивну тягу. Хоча проект споживає в два рази більше палива в секунду, ніж літак на 4 маха, він і шлях його проходить за половину часу - тому споживання палива на часовому відрізку буде практично таким же.
Справитися з теплом буде досить важко. Все, що рухається на 5 махах і вище, має зіткнутися з температурою поверхні до 1000 градусів за Цельсієм. Алюміній і титан будуть плавитися як масло на такій швидкості. Тому повинні використовуватися керамічні панелі.
JAXA вивчило потенційний ринок надзвукових літаків, які подорожують на 5 махах, і з'ясувало, що літак на 100 пасажирів, що здійснює два рейси на день, цілком можливий умовах нинішнього ринку. Ці пасажири будуть представлені в основному любителями квитків першого класу.
До 2030 року надзвукова авіаційна промисловість буде задіяти понад 500 000 чоловік і буде обходитися в 3,5 мільярда євро в рік, згідно з дослідженням Airbus і Японської корпорації з розвитку літаків.
«За оцінками, вартість квитка з Токіо в Лос-Анджелес буде такою ж, як зараз вартість квитків першого класу», - говорить представник компанії. 10% пасажирів поточного ринку будуть готові платити за економію часу.
«Конкорди» і «Туполєва», що проклали шлях для надзвукових повітряних подорожей в 70-х роках нині припадають пилом в музеях. Але їх справа не буде забуто, і дуже скоро високо над нашими головами знову залітають і загримлять надзвукові літаки.