Том Касауърс Традиционно проектирани за ефикасност и безопасност, днес пътническите самолети

Том Касауърс

Традиционно проектирани за резултатност и сигурност, през днешния ден пътническите самолети от ден на ден се създават предвид на неутралността във връзка с климата.

Възниква обаче следният въпрос: Ще могат ли хората един ден да разчитат на полет от Париж до Ню Йорк за по-малко от час, без да способстват за световното стопляне?

Амбиции до небето

Точно това предлага финансираният от Европейски Съюз проект : пътнически аероплан Mach 8 — хиперзвуков летателен уред, който може да лети минимум с 9500 километра в час, или почти осем пъти скоростта на звука. Проектът STRATOFLY, който се извършва от 2018 до 2021 г., се основава на три предишни проучвателен плана на Европейски Съюз в тази област.

„ Ще бъде същинско предизвикателство “, споделя Николе Виола, координатор на STRATOFLY и професор в Политехническия университет на Торино, Италия. „ Може би към момента не сме подготвени за Mach 8. Но съм сигурна, че ще бъда очевидец на хиперзвуков пътнически аероплан през моя живот. “

Резултатът от плана STRATOFLY е планиран първообраз във тип на компютърен модел на хиперзвуков аероплан, задвижван с водородно гориво. Проектът се концентрира върху новаторски способи на задвижване на аероплан, който може да транспортира 300 пасажери.

Междувременно политическите упоритости в Европейски Съюз за свръхзвукови пътнически полети отслабнаха значително заради опасенията, свързани с околната среда, само че не на последно място поради шума и замърсяващите излъчвания, които предизвикват изменение на климата.

Неотдавнашните регулаторни начинания на Европейски Съюз, в това число новият закон за понижаване на авиационните излъчвания, разкриха политическия песимизъм на Европа, защото ограничиха тласъците за свръхзвукови търговски полети.

И въпреки всичко в света на гражданската авиация и научните проучвания не престават да съществуват амбициозните хрумвания за създаване на по-бързи и по-чисти самолети. Макар че може да са нужни десетки години, преди тези технологии да бъдат пуснати в употреба, значимото в този момент е да мечтаем самоуверено, съгласно учените.

Европейският съюз финансира многочислени проучвателен начинания, обхващащи редица фундаментални технологии, в това число свързани с водорода, които да създадат авиацията безвредна, ефикасна и чиста. Целите са в унисон с целите на национално, интернационално и бизнес равнище.

Не толкоз бързо

Разработеният от STRATOFLY план на аероплан крие редица софтуерни проблеми. Но един от най-сериозните задържащи фактори е не толкоз основаването на аероплан, който да може да лети бързо, колкото на подобен, който да може да лети и постепенно.

„ Проблемът не е в хиперзвуковата фаза “, споделя Виола.

Хиперзвуковият пътнически аероплан, за който мечтаят тя и сътрудниците ѝ, ще би трябвало освен да лети с висока скорост, само че да излетява и да се приземява с доста по-ниски скорости.

Това слага провокации пред проектирането. Двигател, който може да развива хиперзвукова скорост да вземем за пример, не е най-хубавият вид за по-ниски скорости. Хиперзвуковият мотор се нуждае също по този начин от голям входен отвор, с цел да „ вдишва “ въздух, който се смесва с водород.
още по темата
„ С повишаването на скоростта се усилва и отворът “, споделя Виола.

При ниска скорост обаче моторът се нуждае от по-малко всмукван въздух. Това постанова учените да вършат взаимни отстъпки при проектирането.

94-метровият аероплан има огромен входен отвор в носа, като плъзгащи се панели контролират всмукването на въздух.

Шест по-малки мотора поемат цялата работа от излитането до набирането на скорост от към 5000 километра в час. Над тази скорост самолетът се задвижва от един огромен мотор, ситуиран по дължина на опашката.

Като изключим въпросите, свързани с чистото планиране, STRATOFLY показва преимуществата на потреблението на течен водород вместо въглеводород като самолетно гориво.

Обратно в бъдещето

Предложението на STRATOFLY е единствено идея, чиято цел е да показва по какъв начин би могъл да наподобява хиперзвуковият пътнически аероплан. То дава опция на откривателите да тестват и обмислят нови технологии, за чието сполучливо реализиране може да са нужни десетилетия.

Днес обаче авиационната индустрия може би се връща към свръхзвуковите пътнически самолети, като да вземем за пример фамозния Concorde, който служи повече от 30 години, преди да бъде отдръпнат през 2003 г. Използван от „ Еър Франс “ и „ Бритиш Еъруейз “, Concorde е най-известен с маршрутите си Париж—Ню Йорк и Лондон—Ню Йорк, предлагащ време за пътешестване от три до три и половина часа.

„ Бум Еъроспейс “, американска компания, към този момент подписа контракти за свръхзвуков план с „ Юнайтед Еърлайнз “ и „ Америкън Еърлайнз “.

Хиперзвуковите полети притеглят вниманието и на области отвън гражданската авиация. Космическата индустрия насочва взор към технологията за конструиране на въздухоплавателно средство, способно да излетява като аероплан — разработка, която може да понижи нуждата от скъпото изстрелване на ракети.

„ Хиперзвуковите полети са някъде сред авиацията и космонавтиката “, споделя Виола. „ Така че в последна сметка една от тези области ще внедри технологията. “

Прочистване на въздуха

Независимо дали летенето с толкоз високи скорости вероятно ще стане допустимо, потреблението на по-чисто гориво от авиацията става все по-нарастващ приоритет за Европейски Съюз. Днес на авиацията се дължат около 2,5 % от световните излъчвания на CO2.

Решение на този проблем може да бъде водородът съгласно професор Боби Сети от университета в Кранфийлд, Обединеното кралство.

„ Изследваме приложението на водорода в авиацията отдавна “, споделя Сети. „ Разходите обаче от дълго време помрачиха ентусиазма. Но въпросът за въвеждането му е по кое време, а не дали. “

Той координира финансирания от Европейски Съюз проект , който изследва капацитета на водорода в авиацията в продължение на четири години, до ноември предходната година.

Има доста позитивни неща във водорода съгласно Сети.

Той е един от най-разпространените детайли на Земята и, в случай че се създава с възобновима сила, не се отделя CO2. В допълнение, проучванията на ENABLEH2 демонстрират, че горивните системи с водород ще генерират по-ниски излъчвания на NOx, различен парников газ, от керосина.

Нещо повече, самолетите, задвижвани от водород, могат да прелитат на по-дълги дистанции от електрифицираните самолети, които най-вероятно ще се употребяват единствено за полети на къси до междинни дистанции.

Маршрути на прехода

Трябва обаче да се вземат поради и разноските. Водородът се държи друго от нормалното авиационно гориво, заради което самолетите и някои летища би трябвало да бъдат изцяло реконструирани — преход, който може да отнеме от 20 до 30 години, съгласно Сети.

„ Технически бихме могли да реконструираме действителен аероплан, да вземем за пример Airbus A380, по този начин, че да употребява водород “, споделя той. „ Но ще би трябвало да инсталираме резервоари за водород в самолета. Не можем просто да съхраняваме горивото в крилата както в този момент, което прави модела неконкурентоспособен спрямо нормалното гориво или устойчивите авиационни горива. “

Поради това в множеството прогнози се планува промеждутъчен интервал, през който браншът да употребява различни устойчиви авиационни горива, които по принцип се създават от източници като биомаса или боклуци и отделят по-малко CO2 през целия витален цикъл спрямо елементарното авиационно гориво.

Според Сети би било по-добре „ да се концентрираме върху улавянето на въглерод от излъчванията от въздухоплаването през междинния интервал и да се влага нападателно във водород, с цел да се понижи времето на прехода. “

Независимо по кой път ще се тръгне, главният въпрос за Сети е дълготрайното и стабилно бъдеще на бранша.

„ Авиацията предлага големи обществени и стопански преимущества “, споделя той. „ Тя понижи фрапантно времето за превоз през земното кълбо и е мотор на икономическия напредък посредством туризма да вземем за пример. Не можем да допуснем това да бъде разрушено. “

(Тази публикация е обновена на 10 май 2023 г., с цел да бъде прибавен политическият подтекст на Европейски Съюз и да се уточни съществуването на редица европейски планове в тази област.)

Изследванията в тази публикация са финансирани от Европейски Съюз. Тя е оповестена за първи път в  , списанието за проучвания и нововъведения на Европейски Съюз.