Hiustono „Hypersonic Transport“ startuolis žada keleivių skrydžius iš Los Andželo į Tokiją per valandą

Jei dirbate pakankamai ilgai, galbūt prisiminsite akinių pardavėją „LensCrafters“. Įspūdingas reklaminis šūkis „Akiniai maždaug po valandos! Hiustone įsikūręs startas, Venus Aerospace žada, kad nuo 2030 m. jis nuskraidins jus iš Los Andželo į Tokiją kosminiu lėktuvu. Tai pažadas, kurį sunku suprasti.

Bendrovė nepaskelbė savo 12 keleivių keleivinio lėktuvo dizaino vaizdų. Kita vertus, ji ką tik išleido leidimą, kuriame reklamuojamas 20 milijonų dolerių A serijos finansavimas, kurį ji surinko kartu su Prime Movers Lab, Vajomingo rizikos kapitalo įmonė, kuri save apibūdina kaip investuojančią į „proveržio mokslo naujoves“.

„Venus Aerospace“ dabar iš viso surinko 33 mln. Per visus savo gyvavimo metus startuolis išaugo iki 40 darbuotojų ir veikia iš angaro Hiustono kosminiame uoste (Elingtono oro uostas). The išlaisvinti Drąsiai pareiškia, kad „Venus Aerospace kuria anglies dioksido neišmetantį erdvėlaivį, kuris leis vieną valandą keliauti visame pasaulyje“.

Tačiau Veneros hipergarsinis transportas nebus be anglies emisijų. Tai nebus ir erdvėlaivis. Venera prisijungia prie besivystančių hipergarsinio transporto vilčių, įskaitant Atlantoje įsikūrusią Hermejus ir ką tik paskelbta Pekine Kosminis transportas, kuris sako jis keleivius iš Šandžio į Niujorką nuskraidins vos per dvi valandas.

Visi trys tvirtina, kad iki 5 m. skraidys pilno masto lėktuvais 2030 mach plius greičiu (kur prasideda hipergarsinis greitis). Visi trys laikosi idėjos suburti pasaulį greituoju transportu, kaip ir palyginti sudėtingas viršgarsinis aspirantas. bumas.

Venera išmetė frazę „Home By Dinner“, kad apibūdintų teorinę kelionę Los Andžele į Tokiją per darbo dieną, kurią sumanus vadovas, pasiryžęs pavalgyti su šeima. Hermeusas negailestingai pateikia iššūkį „Lenktykitės ten“.

Vizija ir ažiotažas šiek tiek primena žemame aukštyje, bet metaforiškai aukštai skraidančią miesto oro mobilumo sceną ir jos dar nerealizuotą (bet visada už kampo) rinką.

Vertas klausimas, į kokią vietą „Venus Aerospace“ ir būsimi jos konkurentai iš tikrųjų keliauja.

Hipergarsinis hibridas

Galima palyginti Veneros pasiūlytą lėktuvą su hibridiniu automobiliu. Kaip ir tokiose transporto priemonėse įprastas lygiagretus degimo variklis ir elektrinė pavara, bendrovės hipergarsinis dizainas priklausys nuo dviejų varomųjų sistemų – įprasto reaktyvinio variklio ir raketos.

Tai strategija, kuri labai skiriasi nuo Hermeus oru kvėpuojančios turbinos kombinuoto ciklo varymo (TBCC) variklio požiūris arba tai, kas atrodo kaip „Space Transportation“ kietos raketos stiprintuvo ir skystojo kuro pagrindinės raketos derinys.

Pasak bendrovės įkūrėjų ir sutuoktinių Sarah ir Andrew Duggleby, pasirinkimą lemia teorinė „Venus“ veikimo koncepcija. Abu yra aviacijos ir kosmoso veteranai, dirbę Virgin Orbit ir Virgin Galactic. Abu turi inžinerijos išsilavinimą (Andrew yra buvęs Virdžinijos technologijų ir Teksaso A&M mechanikos inžinerijos profesorius ir karinio jūrų laivyno atsargos inžinierius), o Sara (arba Sassie, kaip ji žinoma) eina generalinio direktoriaus pareigas, o Andrew – techninio vadovo pareigas.

Orlaivis, kurį „Venus“ teigia statysiantis, yra skirtas daugiausia prijungti prie esamos oro transporto infrastruktūros. Jie teigia, kad jis galės pakilti nuo standartinio kilimo ir tūpimo tako LAX ir pakilti į vardinį įprastą kruizinį aukštį (35,000 XNUMX pėdų arba maždaug), naudodamas savo reaktyvinį variklį. Tada purkštukas išjungiamas ir uždaromas jo įėjimas/išmetimas. Taip atsitinka, skystuoju kuru varomas raketinis variklis užsidega.

Raketa pagreitina orlaivį iki 9 macho (apie 6,850 0.5 mylių per valandą) maždaug 170,000 g pagreičiu (šiek tiek daugiau nei lėktuvas kylant, pasak Andrew), kai jis kyla į didžiausią 10 9 pėdų aukštį. Lėktuvas užtrunka maždaug XNUMX minučių, kad pasiektų XNUMX machų greitį, o greitį jis išlaiko dar penkias minutes.

Tada raketa užgęsta, o lėktuvas virsta hipergarsiniu sklandytuvu, be galios leidžiančiu į paskirties vietą 45 minutes, lėtėdamas maždaug 0.1 g. Kai grįžta į beveik 35,000 XNUMX pėdų aukštį, reaktyvinis variklis paleidžiamas iš naujo, o orlaivis prisijungia prie įprastų lėktuvų oro eismo valdymo eilėje, kad būtų galima nusileisti Naritoje (Tokijas).

Tai skamba potencialiai įgyvendinama tam tikru momentu ateityje, tačiau akivaizdu, kad trūksta detalių ir verslo plano.

Neįmanoma sunkiai

Andrew Duggleby sako, kad trumpoje „Venus Aerospace“ istorijoje „nuo neįmanomo perėjome prie sunkaus, bet dar liko daug sunkių dalykų“.

„Venus“ komanda teigia, kad padarė tris pagrindinius žingsnius, kurie perkėlė projektą iš neįmanomų dalykų. Pirmasis yra patentuotas besisukantis detonacinis raketinis variklis (RDRE). Antrasis – orlaivio forma. Trečia – aktyvi aušinimo sistema.

Paprastais žodžiais tariant, an RDRE detonuoja, o ne degina savo skystąjį raketinį kurą. Žiedo formos (žiedinis) reaktorius viduje sukelia chemines reakcijas, kurios išstumia koncentrinius viršgarsinių dujų impulsus iš išmetimo antgalio ir sukuria trauką.

RDRE pasižymi didesne trauka, naudojant mažiau degalų, nei įprastos raketos, todėl kurą pilniau sudegina esant aukštesnei temperatūrai. Jie gali pasiūlyti šilumos perdavimą ir kitus privalumus, įskaitant svorį ir kompaktiškumą. Andrew sako, kad variklis, kurį sukūrė ir laboratorijoje išbandytas nedideliu mastu, yra 15 % efektyvesnis nei panašios raketos, atlaisvindamas orlaivio masę keleiviams ir praktinių dalykų, tokių kaip slėginė kabina ir važiuoklė.

Iki šiol „Venus“ surinktas finansavimas leido jai pasiekti tokį tašką, kad „Mes įrodėme, kad turime būdą sukurti savo detonacinį variklį, kad yra būdų, kaip išlaikyti jį vėsesnį“, – teigia Duggleby.

Jis laisvai palygino kurą, kurį naudos jo variklis, su mišiniu, kurį naudoja kosminis šaulys pagrindinis variklis sudegino skystą vandenilį ir skystą deguonį. Tačiau skirtingai nei hipergarsinių krovininių orlaivių kūrėjas Aušros aviacija, kuri atskleidė, kad jos raketinis variklis naudos skystą aukšto testo peroksido (HTP) ir žibalo mišinį, „Venus“ neskelbia savo skystojo kuro sudėties, teigdama, kad tai yra „svarbiausia variklio vėsinimo dalis. .

Bendrovė taip pat tyli apie savo lėktuvo sklandmens dizainą, kuris turės gerai skristi ir manevruoti lėtu ikigarsiniu ir hipergarsiniu greičiu. „Duggleby“ leidžia naudoti „waverider“, sukurtą taip, kad sukurtų vieną smūgio bangą ir sulaikytų aukšto slėgio oro kišenę po transporto priemonės pilvu, kad padidėtų kėlimas.

NASA „Boeing X-51“ yra naudingas banglentininko pavyzdys, bet kad ir kokia „Venera“ būtų išleista (ji dar turi susiaurėti iš penkių kandidatų formų), greičiausiai atrodys kitaip. Iš pradžių jis turės keleivių langus ir įprastą uodegą. Ar jis turi priekinius pilotų kabinos langus, dar nenustatyta.

Andrew Duggleby sako, kad „Venus“ „tikiuosi, kad netrukus pristatys“ lėktuvo korpusą, bet nekalbės apie laiko juostą. Arizonos universitete buvo atlikti mažo masto modelių bandymai 5 macho vėjo tunelis, kur Venera netgi atliko tam tikrą patvirtinimą „tokiu greičiu“.

Kaip ir kitose hipergarsinėse koncepcijose, judant 9 machų greičiu, galima tikėtis daug šilumos. Duggleby teigia, kad tai daryti 170,000 3 pėdų aukštyje yra pranašumas, nes ten esanti plona atmosfera sukelia mažesnę šilumos trintį nei mažesniame aukštyje. Karštis ypač paveiks orlaivio nosį – problemą, pasak Veneros, ji įveiks naudojant XNUMXD spausdintą nosį su nauja vidine aušinimo schema. Duggleby apibūdina jį kaip „šilumos vamzdį priekiniame krašte, kuris iš tikrųjų paskirsto šilumą“. Priekiniai sparnų kraštai gali turėti panašią sistemą.

Likusioje lėktuvo dalyje, anot jo, nenaudos egzotiškų medžiagų šilumai išsklaidyti. Jis naudos „standartinę aviacijos ir kosmoso medžiagą“, kad sumažintų išlaidas, tačiau Duggleby nenurodys, ką.

Nepaisant to, kad viešos informacijos apie tris technologijas trūksta, „Venus Aerospace“ džiaugiasi savo rizikos kapitalo rėmėjų pasitikėjimu. Sassie Duggleby „Prime Movers Lab“ suburtą investuotojų grupę apibūdina kaip „kantrų kapitalą“.

„Prime Movers Lab“ techninė partnerė Liz Stein sako, kad startuolis turi „programą, kurioje gausu aparatinės įrangos“, nurodydama sėkmingą koncepcijos įrodymo variklio uždegimą, mažo masto modelio vėjo tunelio bandymus ir bendradarbiavimą su Georgia Tech kuriant pažangiausią aušinimo dizainą.

Steinas pridūrė, kad „Prime Movers“ palaikė „Venus“ supažindindamas su NASA hipergarsiniais darbuotojais ir dalindamasis analizės įrankiais bei tyrimų dokumentais. Ji taip pat nurodė NASA-Deloitte ir NASA-SAIC rinkos tyrimai, apibūdinantys hipergarsinio oro transporto paklausą, kuri, kaip teigia Stein, rodo, kad „rinkos paklausos signalas yra tam, kad didelės spartos skrydžių sistemos veiktų pelningai be vyriausybės pagalbos“.

Ne visi sutinka ir daugelis atkreipia dėmesį į Concorde pavyzdį, kuriam reikėjo kelių vyriausybių palaikymo ir kuri niekada nepalūžo.

„Neapykantieji visada atkreipia dėmesį į „Concorde“, kad atmestų komercinį greito skrydžio gyvybingumą, nesuprasdami, kodėl „Concorde“ žlugo“, – sako Steinas.

Ji teigia, kad tai buvo susiję su didžiuliu išankstiniu kapitalu (18.8 mlrd. USD) ir pasikartojančiomis veiklos išlaidomis. Pagrindinis iš pastarųjų buvo degalų, kuriuos suvalgė Concorde Olympus 593 variklis, kurio papildomi degikliai sunaudojo tiek daug sulčių kilimo metu, kad „daugiau nei pusė kilimo svorio Concorde buvo degalai“.

Tam, savo ruožtu, reikėjo nepagrįstų bilietų kainų už vieną vietą maždaug 100 keleivių viršgarsinio lėktuvo. Tai reiškia, kad Veneros hipergarsinis transportavimas neturės tokios problemos. Tačiau, kadangi nežinome, kokį raketų kuro mišinį naudos, o skystojo kuro sąnaudos labai skiriasi, sąnaudas įvertinti sunku arba neįmanoma.

„Venus“ siūlomas orlaivis skraidins mažiau keleivių ir greičiausiai bus mažesnis nei „Concorde“. Su hibridiniu varikliu jis gali sunaudoti mažiau grynosios energijos, tačiau jo degalų sąnaudos (ir bendros eksploatavimo išlaidos) kiekvienam skrydžiui bus paskirstytos tik 12 vietų. Apskaičiuoti degalų sąskaitą lėktuvui, kurio net eksperimentiškai nerealizavome, kantriausiam investuotojui atrodo rizikinga užduotis. Tačiau tai gali nesvarbu.

Keletas ataskaitos „Venus Aerospace“ rodo, kad per ateinančius dvejus metus ji gaus pajamų. Tikėtina, kad ji tai padarytų pasidalindama savo intelektine nuosavybe su Gynybos departamentu. kaip AFWERX' 60 milijonų dolerių investicija „Hermeus“ parodose oro pajėgos ir gynybos departamentas bendrai sutaria dėl hipergarsinių raketų, daugkartinio naudojimo dronų, palydovų ir orlaivių technologijos tobulinimo, taip pat privataus sektoriaus augimo skatinimo.

DoD entuziazmas nėra skirtas hipergarsiniams komerciniams pervežimams. Atvirkščiai, ji ieško realiai pasiekiamų mažesnių transporto priemonių per trumpą laiką. Vyresnysis gynybos ir (arba) vyriausybės mokslo ir technologijų institucijos pareigūnas man pasakė: „Jei DoD nerimauja dėl hipergarso, jie gali būti sutelkti į pralaimėjimą [ty kovoti su hipergarsiniais ginklais]. Jiems gali tekti išbandyti pralaimėjimą [sistemas] ir dronas gali tai padaryti.

Kaip ir „Hermeus“, „Venus Aerospace“ pirmiausia planuoja sukurti droną, kad įrodytų savo technologiją. Nesvarbu, ar kuri nors įmonė galiausiai pereis prie hipergarsinio transporto, nėra esminis dalykas nei jų verslo atveju, nei investuotojams.

Erdvėlaivis arba biustas

Apskaičiuota, kad „Boom“, kuri yra toliau nei Venera, prireiks daugiau nei milijardo dolerių, kad galėtų realizuoti savo viršgarsinį transportą.

Paklaustas apie bendras Veneros išlaidas, po ilgos pauzės Sassie Duggleby sako, kad jų sąmata siekia „milijardų dolerių“. Ji tai sieja su įspėjimu, kad „Venus“ turi „galimybių gauti pajamų su dronu ankstyvoje stadijoje. Tai ne erdvėlaivis ar biustas.

„Vyriausybės finansavimo naudojimas siekiant sumažinti šią riziką yra vienas iš svarbiausių dalykų, sako ji. „Mes netikime, kad mums reikia viso milijardo dolerių rizikos kapitalo finansavimo, kol pasieksime.

Venera teigia, kad jau turi tam tikrą vyriausybės finansavimą, kad padėtų jai ten patekti. Tai gali kilti iš AFWERX smulkiojo verslo technologijų perdavimo (STTR, I–II fazės) sutarties, nors aš negalėjau to patvirtinti. Jei taip, tai tikriausiai Venerai atnešė apie 800,000 XNUMX USD.

Pora teigia nekantriai įsitraukusi į startuolį po daugelio metų, kai dirbo įsitvirtinusiomis įmonėmis. Ta prasme Sassie sako: „Ar mes išmoksime dalykų ir manysime, kad turime pasisukti? Žinoma, bet tai yra startuolių pasaulio džiaugsmas. Tai naujovių džiaugsmas“.

Panašu, kad tai yra mišrus pranešimų siuntimas – funkcija taip pat įtraukta į „Venus Aerospace“ teiginius sukurti kosminį lėktuvą be anglies ir skristi iki 2030 m. Tie, kurie atkreipia dėmesį į tai, supras, kad kosmosas paprastai turi prasidėti 62 mylių (330,000 XNUMX) aukštyje virš Žemės. . Sassie Duggleby pripažįsta, kad įsivaizduojama Veneros transporto priemonė patenka į kosmosą tik maždaug pusiaukelėje arba iki Mach, kad išvengtų žemės gravitacijos. Kam tada tai vadinti kosminiu lėktuvu?

„Mes tai vadiname kosminiu lėktuvu, nes jis dažniausiai ten patenka“, - siūlo Andrew Duggleby. „Mes nesame oru kvėpuojanti transporto priemonė. Mes nesame tik greitas lėktuvas. Taigi geriau tai vadinti kosminiu lėktuvu.

Kai atkreipiu dėmesį į tai, kad bilietą mokantys keleiviai gali tikėtis skristi į kosmosą erdvėlaiviu, Sassie atsako: „Kai sakote kosminis lėktuvas, žmonės linkę suprasti, kad tai ne tik standartinis reaktyvinis lėktuvas.

Jie taip pat gali suprasti, kad vargu ar Veneros reaktyvinis lėktuvas ir raketa neišmeta anglies dvideginio (jau nekalbant apie sąnaudas kuriant tokį transportą). Mažesnio anglies dioksido kiekio biodegalai ir sintetiniai aviaciniai degalai yra horizonte, tačiau ar iki 2030 m. jie bus plačiai prieinami (ar bus konkurencingos kainos), yra klausimas.

Kalbant apie raketą, „Space Shuttle“ iš deginamo skystojo kuro išmetė daugiausia vandens garų. Nesitikima, kad Veneros orlaivis skris ta pačia medžiaga. Ir mokslininkai sako, kad mes neturime labai gerų duomenų, ką skleidžia skystu kuru varomos raketos, ypač viršutiniuose atmosferos sluoksniuose. Kad ir kokį raketinį kurą sudegintų hipergarsinis „Venus Aerospace“ lėktuvas, jį taip pat reikės specialiai tvarkyti oro uostuose ar kosmodromuose.

Andrew Duggleby sako, kad tai nėra didelis iššūkis, nors kuro ir saugumo ekspertai gali nesutikti. Galima prisiminti, kad didžiulis „Airbus“ lėktuvas A380 buvo uždarytas iš daugelio oro uostų dėl tokių kasdienių priežasčių, kaip sustiprintos rampos / kilimo ir tūpimo tako medžiagos ir skirtingų oro tiltų, skirtų keleiviams įskraidinti / nuleisti lėktuvą.

Taip pat reikėtų spėti, kad Venus hipergarsiniam lėktuvui reikės 10,000 15 pėdų kilimo ir tūpimo takų (Andrew sako, kad jie turi XNUMX kandidatų maršrutų / paskirties vietų) ir galbūt didelio galutinio artėjimo greičio, turinčio įtakos oro eismui. Didelių nelygumų kelyje Dugglebys nemato.

Keista, bet jie sako, kad Venera bus vertikaliai integruota, įskaitant savo raketų variklių kūrimą. Įprasti įtariamieji nuo „United Launch Alliance“ iki „Northrop-Grumman“ ir „SpaceX“ nėra jų plano dalis, nes varikliai, matyt, bus gaminami bendrovės Hiustono kosminio uosto įrenginiuose.

Pasak jos vyriausiųjų pareigūnų, dalis 40 „Venus“ darbuotojų turi raketų kūrimo patirties. Neklausiau, ar ši patirtis yra labiau orientuota į droną / žemesnio lygio transporto priemones nei į pilno masto transporto priemones. Kokių tomų prireiks – kitas klausimas, kuris liko neatsakytas. Tai patenka į verslo pasiūlymo esmę.

„Venus“ viešai neprognozuoja savo lėktuvo kainos. Kiek gali kainuoti bilietai, taip pat nežinoma. Sassie sako, kad įmonė turi vidinių išlaidų modelius. „Norėtume, kad ji būtų artima pirmos klasės bilietų kainai. Yra daug veiksnių ir mes vis dar tik pradedame išsiaiškinti, kaip tai atrodys.

Šie veiksniai apima skrydžių dažnumą. „Venus“ aušinimo metodika ir lėktuvo korpuso konstrukcija leis orlaivį apsukti dvi valandas, teigia Andrew Duggelby. Venera planuoja keturis skrydžius per dieną. Skirtingai nuo pagrindinių „Space Shuttle“ raketų, kurias reikėjo nugriauti po kiekvieno skrydžio, „Venus“ lėktuvuose esantys RDRE atliks 100 suplanuotų skrydžių prieš reikiamus variklio patikrinimus ir 1,000 skrydžių prieš atkūrimo lygio patikrinimą. „Taip, tai didelis užsakymas, – pripažįsta Andrew, – bet mūsų pradinis dizainas rodo pagrįstumą.

Įmanomumas buvo klausimas tol, kol buvo imtasi rimtų hipergarsinių skrydžių nuo XX a. devintojo dešimtmečio pradžios British Aerospace. HOTOL daugkartinio naudojimo įprastinė kilimo / tūpimo transporto priemonė NASA Reigano įkvėptam devintojo dešimtmečio pabaigoje Orient Express Hipergarsinio lėktuvo projektas.

„Venus Aerospace“ generalinis direktorius šią įmonę kelis kartus paminėjo kaip „ankstyvosios stadijos technologijų įmonę“, kuri neabejotinai ir yra. Jo dalys iš tikrųjų gali būti vertos daugiau nei visa. Štai kodėl įdomu, kad Venera ar kiti būsimi hipergarsinio transporto kūrėjai viešai trimituotų 2030 m. „skris“ tikslą.

Priežastis, teigia „AeroDynamic Advisory“ atstovas Richardas Aboulafia, yra investiciniai doleriai. „HOTOL, Orient Express ir kiti buvo už 10–1980 metų“ devintajame dešimtmetyje. Šiandien hipergarsinis [transportas] yra už 10–XNUMX metų. Tai bent staigmena."

„Miesto oro mobilumas pritraukė milijardus dolerių. Taip, daugelis iš jų yra juokingai per daug reklamuojami, tačiau [UAM įmonių] tikslas yra sukaupti pinigų. Tai vienas darbas“.

Ar „Venus Aerospace“ galėtų pritraukti milijardą dolerių, kurių, jos teigimu, reikia sukurti hipergarsinį transportą? „Pažiūrėkite į investicijas, kurias UAM pritraukė praėjusiais metais“, – sako Aboulafia. „Pokštas iškrenta mums. Kalbant apie milijardą, spoilerio įspėjimas – to nepakanka.

Dugglebys išplečia metaforą „Home By Dinner“ ir „Venus Aerospace“ sutelkia dėmesį į darbo ir asmeninio gyvenimo pusiausvyrą, kurios, jų teigimu, trūksta daugelyje aviacijos ir kosmoso kompanijų. Neaišku, kaip tai atitinka viso masto skraidančio hipergarsinio lėktuvo projektavimą, bandymą ir kūrimą iki 2030 m. Jie tvirtina, kad uoliai vengiant dalykų, kurie vilkina projekto laiką – netinkamai nukreiptas darbas, perdirbimas, pernelyg sudėtingas darbas – padės.

Spaudžiamas toliau, Andrew sako, kad 2030 m. tikslas iš tikrųjų yra „ne anksčiau kaip“ laiko juosta. Sassie sako, kad reikia siekti, kad galbūt prireiks papildomų penkerių metų, kad „kaip įmanoma greičiau pasiektumėte produktą“.

„Mes nedarome kompromisų dėl savo, kaip įmonės, misijos“, – tvirtina ji. Hipergarsinis transportas yra „absoliuti priežastis, dėl kurios nusprendėme įkurti įmonę prieš dvejus metus. Rinkos galimybė yra neįtikėtina.

Kai „LensCrafters“ pradėjo veikti devintojo dešimtmečio pradžioje, ji susiejo savo šūkį su komerciškai ir technologiškai pasiekiamu tikslu. 1980 m., atrodo, reikėtų specialių akinių, kad pamatytumėte, ar „Venus Aerospace“ padarė tą patį.