Avaruusmatkustajakoneet vuoteen 2050 mennessä: myytti tai todellisuus

Avaruusmatkustajakoneet vuoteen 2050 mennessä: myytti tai todellisuus
Avaruusmatkustajakoneet vuoteen 2050 mennessä: myytti tai todellisuus

Video: Avaruusmatkustajakoneet vuoteen 2050 mennessä: myytti tai todellisuus

Video: Avaruusmatkustajakoneet vuoteen 2050 mennessä: myytti tai todellisuus
Video: A Show of Scrutiny | Critical Role: THE MIGHTY NEIN | Episode 2 2024, Huhtikuu
Anonim

Lentävät siipikoneet, rakettilentokoneet, sähkölentokoneet, kun kyse on tulevaisuuden lentokoneista, valmistajat eivät yleensä säästä erilaisia eksoottisia malleja. Käytännössä he kuitenkin harjoittavat pääasiassa olemassa olevien mallien nykyaikaistamista, koska todelliseen tekniseen vallankumoukseen liittyvät riskit näyttävät aina olevan melko suuria. Samaan aikaan lentoliikenteen markkinat kasvavat jatkuvasti. Tähän asti markkinoiden volyymit ovat kaksinkertaistuneet 15 vuoden välein, ja näyttää siltä, että tämä suuntaus jatkuu vielä vähintään 20 vuoden ajan. Ensinnäkin siirtymävaiheessa olevien maiden, myös Kiinan, taloudellisen kehityksen ansiosta.

Ennemmin tai myöhemmin lentoliikenteen kehityssuunta pitäisi korvata vallankumouksellisella tiellä, ja nykyisten lentokoneiden nykyaikaistaminen maksaa valmistajille yhä enemmän. Nykyisten lentokoneiden nykyaikaistamisen tehokkuus lähestyy fyysistä rajaa, ja tämä lausunto Saksan ilmailukeskuksen (DLR) lentoliikenneosaston johtaja Rolf Henke on samaa mieltä. Nykyaikaisia lentokoneita on tulossa erittäin vaikeaksi parantaa. Kun otetaan huomioon tämä, syntyy kaksi ongelmaa: kaikki uudet koehankkeet voivat toteutusajankohtana näyttää huonompia tuloksia kuin vanhat testatut; Valmistajilla ei kuitenkaan ole vielä juurikaan kannustimia ryhtyä toteuttamaan järkyttäviä konseptejaan.

Fantastisia ideoita tarvitaan tällä hetkellä vain suhdetoimintaan. Esimerkiksi Saksan ilmailukeskuksen työntekijät esittelevät uutta SpaceLiner -projektiaan. Tämä nimi annettiin rakettikoneelle, joka on poltettu hapella ja vedyllä ja pystyy toimittamaan matkustajia Australiasta Eurooppaan 90 minuutissa. Mutta keskipitkällä aikavälillä tällaisilla poikkeuksellisilla hankkeilla ei todennäköisesti ole merkittävää roolia tavaroiden ja matkustajien lentoliikenteessä. Saksan ilmailukeskuksen johtaja Henke myöntää, että fantastiset yliäänikoneet eivät todennäköisesti ole ratkaisu tuleviin ongelmiin.

Avaruusmatkustajakoneet vuoteen 2050 mennessä: myytti tai todellisuus
Avaruusmatkustajakoneet vuoteen 2050 mennessä: myytti tai todellisuus

Tästä huolimatta Saksan ilmailu- ja avaruuskeskuksen avaruusjärjestelmät -instituutti edistää edelleen omaa käsitystään hypersonic -matkustajakoneesta. Tutkijat useista Euroopan maista, kuten Saksasta, Itävallasta, Belgiasta, Espanjasta, Italiasta, Alankomaista, Ranskasta ja Ruotsista, ovat saaneet päätökseen seuraavan tutkimusvaiheen kehittääkseen suurten nopeuksien nopeiden kuljetusten tulevaisuutta. Fast20XX -projekti. Tämän hankkeen tulokset olisi sisällytettävä kahteen ohjelmaan, joilla luodaan hypersonic -lentokoneita SpaceLiner DLR ja ALPHA Innovation GmbH. Ennen vuotta 2050 tällaiset lentokoneet eivät todennäköisesti nouse taivaalle, mutta niiden luomiseen tarvittavat tekniikat ovat jo luomassa.

Yksi tärkeimmistä kysymyksistä tällaisten ajoneuvojen luomisessa on rungon jäähdytys. Kiihtyvyyden jälkeen SpaceLiner -kotelo altistuu kitkalle planeetan ilmakehää vastaan +1800 celsiusasteeseen. Saksalaiset insinöörit ehdottavat hypersonic -lentokoneen siipien ja nokan etureunan jäähdyttämiseen aktiivista jäähdytystä, joka perustuu huokoisiin keraamisiin materiaaleihin ja joiden sisällä kiertää vettä. Loput lentokoneen rungosta on tarkoitus peittää perinteisemmillä materiaaleilla.

Nykyään huokoista keramiikkaa ja haihdutusjäähdytysjärjestelmää on jo testattu onnistuneesti plasmatunnelissa Kölnin DLR -laboratoriossa. Lisäksi koneen lähellä suoritetaan ilmavirtojen tietokonemallinnusta. Tämä työ on erittäin tärkeää, koska SpaceLiner saavuttaa erittäin korkeat lentokorkeudet, joilla ilmanpaine on äärimmäisen alhainen ja olosuhteet ovat hyvin erilaisia kuin tavanomaisten subonic -matkustajalentokoneiden.

ALPHA -projekti puolestaan erottuu SpaceLiner -ohjelmasta ja on kuljetusjärjestelmä, johon pitäisi kuulua Airbus A330 -lentokone ja sen kautta käynnistetty hypersonic -ajoneuvo. Pienen laitteen, jossa on yksi lentäjä ja kaksi matkustajaa, on erotuttava kantolentokoneesta 14 km: n korkeudessa ja saavutettava sitten itsenäisesti korkeus jopa 100 km. Siten ALPHA on ensisijaisesti kuljetus suborbitaalisiin tieteellisiin ja turistilentoihin.

SpaceLiner pystyy kuljettamaan jopa 50 matkustajaa Australiasta Eurooppaan 90 minuutissa tai 100 matkustajaa Euroopasta Kaliforniaan 60 minuutissa. Tämän ajanjakson säilyttämiseksi lentokoneen on lennettävä nopeudella M = 24 tai 25200 km / h, kun taas lento suoritetaan korkeintaan 82 km: n korkeudessa. Martin Zippel, joka on projektin koordinaattori Saksan ilmailukeskuksessa (DLR), sanoi, että SpaceLiner on eräänlainen avaruussukkulan toinen tulo, mutta sillä on täysin erilainen tehtävä. On syytä huomata, että vertailu sukkuloihin, joita ei edes kehitysvaiheessa pidetty onnistuneimpana hankkeena, puhuu saksalaisten luottamuksesta suunnitelmiensa toteuttamiseen.

Kuva
Kuva

Tällä hetkellä on tietoa, että SpaceLiner käyttää pystysuoraa lentoonlähtöä käyttäen rakettimoottoreita tähän suljetun hapen ja nestemäisen vedyn kiertoon. Sen pituuden odotetaan olevan noin 70 metriä, siipien kärkiväli 40 metriä, suurin lentoonlähtöpaino noin 1250 tonnia. Suurin lentoetäisyys on arviolta 16500 km. Määrältään meillä on tyypillinen saksalainen projekti: kallis, nopea ja samalla jälleen kallis. Jos lasket sen, se tulee jonnekin 12, 5-25 tonnia lentokoneen painoa per matkustaja. Avaruusaluksen luojat eivät kuitenkaan piilota sitä, etteivät he aio kuljettaa säännöllisiä vierailijoita ilmaisiin keittojen jakelulaitoksiin. Tämän lentokoneen rakennushanke on kaupallinen, heidän mukaansa Saksan ilmailu- ja kosmonautiakeskus voi seuraavien 10 vuoden aikana löytää kaupallisia kumppaneita suunnitelmiensa toteuttamiseksi.

Tällä hetkellä tämän projektin ympärillä on hyvin vähän yksityiskohtia. Vain muutama yksityiskohta tiedetään. Erityisesti raportoidaan, että kiihtyvyyden jälkeen - liikeradan aktiivinen osa ja suunnittelun alku - tilanne aluksen hallittavuuden suhteen on parempi kuin sukkulat, koska ajoneuvon aerodynaaminen laatu on parantunut. Joku on hämmentynyt yliäänisen matkustajalentokoneen terävästä nenästä. On tiedetty jo pitkään, että nopeuksilla yli M = 5 se ei anna merkittäviä etuja pyöristettyyn nopeuteen verrattuna.

Saksalaiset kehittäjät kuitenkin säteilevät optimismista: uuden lentokoneen lopullista muotoa ei ole vielä määritetty ja sitä voidaan säätää merkittävästi. Samaan aikaan saksalaisten taataan ohittavan muiden maiden kilpailijat, jotka aikovat käyttää avoimen kierron hypersonic-moottoreita, jotka ottavat ilmaa maan ilmakehästä. Totta, tällaisten lentokoneiden on kuljetettava vähemmän polttoainetta, mikä tekee tällaisista projekteista halvempia, mutta DLR haluaa olla hiljaa tällaisista asioista. Samaan aikaan suljettu sykli soveltuu parhaiten suurille lentonopeuksille ja on jo hyvin kehittynyt, kun taas pohjimmiltaan uusia tekniikoita ei tarvitse luoda. Kehittäjät korostavat, että he eivät aio parantaa moottorin tehokkuutta, vaan he keskittyivät mieluummin uudelleenkäyttöön.

Kuva
Kuva

SpaceLiner ensimmäisen vaiheen erottamisen aikaan

Hypersonic SpaceLinerin ensimmäinen vaihe polttoaineen valmistuksen jälkeen laskeutuu maahan laskuvarjolla lähellä laukaisupaikkaa (ajoneuvon pystysuuntaisen nousun ansiosta). Kentällä lava voidaan valmistella välittömästi uudelleenkäynnistystä varten. Laitteen ensimmäisen vaiheen monipuolisuus on välttämätön edellytys saksalaiselle hankkeelle. Avaruusaluksen sisäänrakennetut moottorit tarjoavat vakionopeuden vain jo suurella osalla liikeradasta.

Käytettävissä olevien tietojen perusteella tämä projekti herättää paljon kysymyksiä. Tällaisilla nopeuksilla lentoonlähtö ja laskeutuminen tiheästi asuttujen alueiden yli on poissuljettu: ja laskeutumisen ensimmäinen vaihe pyrkii putoamaan väärään suuntaan eikä saa ylittää ääniesteen. On käynyt ilmi, että osa-avaruusportteja on rakennettava autiolle alueelle. Tältä osin Australian ja Kalifornian kanssa kehittäjät tietysti arvasivat, mutta mistä he löytävät tällaisen paikan Euroopassa. Jos rakennat avaruusportteja merelle, kuinka kauan kestää päästä niihin, ja eikö olisi helpompaa elvyttää vanhat Concordet?

Ajoneuvon aerodynaaminen muoto on myös epäselvä, jota voidaan tällä hetkellä kutsua perinteiseksi. Kulkuliikenteen suunnittelusta on kulunut kymmeniä vuosia, ja nyt on jo selvää, että niiden muoto ei ollut paras ratkaisu. Samaan aikaan SpaceLiner on selvästi lähellä heitä nyt. Saksalaiset voivat toistaa tarinan Me-262-hävittäjän kanssa. Auto uuden aikakauden nopeudella ja moottoreilla sekä edellisen aerodynaaminen muotoilu. Toistaiseksi näkymät SpaceLiner -projektin käynnistämisestä vuoteen 2050 mennessä näyttävät melko epämääräisiltä.

Suositeltava: