Hermeus: NYC’den Londra’ya 90 dakikada uçmak için tasarlanmış hipersonik uçak

(CNN) – Concorde emekliye ayrıldığından bu yana neredeyse yirmi yıl, süpersonik seyahate olan ilgi hız kazanıyor ve birkaç süper hızlı uçak geliştiriliyor. Havayolları ilgileniyor gibi görünüyor: United, 2029 gibi erken bir tarihte süpersonik rotalar sunmaya kendini adamıştır.

Peki ya Mach 5 –ses hızının beş katı — ve üzeri hızlarda gerçekleşen hipersonik seyahat? Bu, Concorde için yaklaşık üç saat ve normal bir yolcu jeti için altı ila yedi saat ile karşılaştırıldığında, New York’tan Londra’ya sadece 90 dakikada bir uçak getirecektir.

Bu mümkün mü?

Hedefi hipersonik uçak geliştirmek olan Atlanta merkezli bir girişim olan Hermeus buna inanıyor. Sonunda Mach 5’e (3.000 mil / saatin üzerinde) ulaşabileceğini söylediği yeni bir motor türünü zaten test ediyor. Motor, Hermeus’un şu anda ABD Hava Kuvvetleri için yarattığı küçük, insansız hipersonik bir uçak için tasarlandı, ancak daha büyük bir boyuta ölçeklendiğinde, bir yolcu uçağına güç verebilecek.

Bu yolcu uçağı çok uzakta – Hermeus, 2029’da on yıl dolmadan ilk test uçuşu için onu havaya uçurmayı umuyor – ancak teknolojisinin neredeyse tamamen sıfırdan inşa edilmesi gerektiğinden, şirket şimdiden planlıyor.

Başlangıç ​​olarak, mevcut uçaklardan ve hatta yaklaşık 100 yolcu kapasiteli Concorde’dan çok daha küçük olacak.

Hermeus CEO’su AJ Piplica, “Uçakları boyutlandırmamıza yardımcı olmak için, temelde bir havayolu için bir iş modeli oluşturduk” diyor. “Business sınıfı ve birinci sınıf yolculara odaklandık, ardından hız ve işletme maliyetleri gibi bazı parametrelerle oynadık. Ortaya 20 kişilik kabinli bir uçak çıktı” diye ekliyor.

Bu, büyük bir iş jetinin kapasitesinden çok uzak değil, yani sadece bir sınıf olacak.

Piplica, “Bugünün birinci sınıf fiyatlarında kârlı olmasını bekliyoruz,” diyor ve insanların beş kat daha hızlı uçmak için ne kadar ödemeye hazır olacağını ölçmenin zor olduğunu belirterek, “bu soruyu o zamana kadar gerçekten cevaplayamazsınız. orada bir ürün var ve gerçek verilere sahipsiniz.”

Her zamankinden daha hızlı

Uçağın menzili, New York-Paris gibi transatlantik rotalar için yeterli olan yaklaşık 4.000 deniz mili olacak, ancak LA-Tokyo gibi bir mola gerektiren transpasifik rotalar için yeterli değil.

New York’tan Los Angeles’a kadar olan kara yolları, gürültü düzenlemeleri nedeniyle söz konusu değildir: ses bariyerini kırmak, genellikle su üzerinde olması gereken yüksek bir patlama ile birlikte gelir.

Mach 5 yolcu uçağı fikrinin ne kadar cüretkar olduğunu anlamak için uçuş hız kayıtlarına bakmakta fayda var.

Motorlu herhangi bir uçak şimdiye kadar uçtuğu en hızlı Mach 9.6’dır (yaklaşık 6.800 mph), 2004 yılında NASA X-43A tarafından belirlenen bir rekor – yaklaşık 12 fit uzunluğunda insansız bir uçak.

Bu uçuş sadece birkaç saniye sürdüğü için, Mach 5’in üzerindeki en uzun sürekli uçuş rekoru, 2013’te Mach 5.1’de (yaklaşık 3.400 mil) üç dakikadan fazla uçan bir başka insansız deneysel uçak olan Boeing X-51’e aittir. Her iki uçağın da bir B-52 bombardıman uçağı tarafından irtifadan fırlatılması ve daha sonra bir roketle hızlandırılması gerekiyordu, bu da bu tür yüksek hızlı uçuşların inceliklerini vurgulıyordu.

İçinde insan bulunan uçaklar için mevcut mutlak hız rekoru, 1967’de X-15 tarafından belirlenen Mach 6.7 (4.520 mph)’dir. Temelde rekoru elde etmek için tasarlanmış, oturma yeri olan bir roketti ve ayrıca bir B-52 tarafından irtifadan fırlatılması gerekiyordu.

Kendi kendine kalkış ve iniş yapabilen, hava soluyan bir uçak için – yani, roket yerine jet motorlarıyla çalışan – hız rekoru, SR- tarafından belirlenen “sadece” Mach 3.3’tür (yaklaşık 2.200 mph). 71 Blackbird, askeri casus uçağı, 1976.

Ticari olarak uçan iki süpersonik yolcu uçağından biri olan Concorde’un en yüksek hızı Mach 2.04 (1.350 mph) idi.

Önerilen Hermeus yolcu uçağı, bu nedenle, en hızlı hava soluyan uçak için mevcut rekoru büyük bir farkla kıracak ve Mach 5’te uzun bir süre uçarak, şu anda insansız deneysel araçlar alanında bir başarıyı geride bırakacaktır ( elbette, gelecekte diğer uçaklar bu rekorları Hermeus’tan önce geçebilir).

‘Olgun teknolojiler’

Öyleyse, şirketin ilk odak noktasının motor üzerinde olması şaşırtıcı değil. Savaş uçaklarında kullanılan ve General Electric tarafından üretilen mevcut bir modele dayalı yeni bir motor tasarımı türü için Şubat 2020’de testler başladı.

İki geleneksel teknolojinin bir melezi olacak: uçakların kullandığına benzer bir turbojet ve sadece süpersonik hızlarda ve üzerinde çalışan bir motor türü olan ramjet. Başlangıçta motor, Hermeus’un ABD Hava Kuvvetleri ile 60 milyon dolarlık bir ortaklık yoluyla geliştirdiği şık hipersonik drone olan Quarterhorse’u çalıştıracak.

İlginç bir şekilde, daha hızlı gitmek için bir jet motoru tasarlarken, parçalar eklemek yerine çıkarılır. Bir turbojette, hava önden girer ve önce dönen kanatlar tarafından sıkıştırılır (enerji potansiyelini arttırmak için), ardından yakıtla karıştırılır ve ateşlenir. Ortaya çıkan sıcak gaz, motorun arkasından püskürtülür ve uçağı ileri doğru iter.

Bununla birlikte, Mach 3’ün üzerinde havayı sıkıştırmaya gerek yoktur: Motora girdiğinde, sadece çok fazla yavaşlamak zorunda kaldığı için kendini sıkıştıracaktır. Bu nedenle, Mach 3’ün üzerindeki ve Mach 6’ya kadar olan hızlar için, ramjet adı verilen bir motor türü sıklıkla kullanılır – bu adı tam anlamıyla havaya çarptığı için adlandırılır. Turbojetlerin aksine hareketli parçaları yoktur, ancak Mach 3’ün altındaki hızlarda hiç çalışmaz.

Hermeus, hibrit motorunu, kalkış ve iniş sırasında ve ses altı hızlarda turbojet modunda kullanacak. Ardından, motor, Mach 3’e ve Mach 5’e ulaştığında kademeli olarak kendisini bir ramjet moduna yeniden yapılandıracaktır.

“Turbojet kısmı ve ramjet kısmı kendi başlarına 50 yıldır kullandığımız olgun teknolojilerdir. İşin püf noktası onları bir araya getirmek, bu yüzden kendi mimarimizi hazır bir turbojet motoru etrafında tasarladık ve sonra inşa ettik. oradan” diyor Piplica.

SpaceX ilhamı

Şu anda Hermeus’un üzerinde çalışmadığı bir sürü sorun var, örneğin ne tür sürdürülebilir yakıt kullanılacağı – çünkü tüketim mevcut jetlerden çok daha yüksek olacak – ve hipersonik bir uçağın gövdesinin sahip olduğu aşırı sıcaklıklar gibi. uçak dayanabilmelidir.

Hermeus’un öngörülen hızının yarısından daha az bir hızla seyahat eden Concorde’un hızı, tam olarak sıcaklıkla sınırlıydı, pencereler ve diğer iç yüzeyler bir uçuşun sonunda dokunulamayacak kadar ısınıyordu.

Öte yandan SR-71 Blackbird, aşırı ısıya dayanabilen nadir bir metal olan titanyumdan yapılmalıydı ve bir görev sırasında dış sıcaklığı 600 F’ye ulaşan kokpit camı kuvarsdan yapılmalıydı.

Piplica, Hermeus’un başarı şansı ve potansiyel olarak çok büyük miktarda finansman ihtiyacı konusundaki şüpheciliğe yanıt olarak, Elon Musk’ın SpaceX’i ile bir benzetme getiriyor.

“SpaceX’in ilk günlerinde insanların yeni uzay endüstrisi hakkında aynı soruları sorduğunu düşünüyorum” diyor. “İnsanlar yörüngeye girmeye baktılar ve bunun bir milyar dolar alması gerektiğini söylediler, ancak SpaceX bunu Falcon 1 ile 90 milyon dolara yaptı.”

Hermeus, SpaceX’in Falcon 1, Dragon, Falcon Heavy ve Starship roketlerini geliştirmesine benzer şekilde, yolcu uçağına giderken çeşitli uçaklar geliştirerek kendisini finanse etmeyi planlıyor. NASA ve ticari ortaklar.

Teal Group’ta havacılık analisti olan Richard Aboulafia, “Geçmişte birçok benzer proje gelip geçmiş olsa da, gerçekten Hermeus gibisi yok” diyor. “Asla işe yaramıyor gibi görünüyor. 2030’ların sonlarında sihirli bir şekilde hipersonik bir ulaşım yaratabilirlerse ve bilet fiyatı business class aralığındaysa, o zaman evet, bu başarılı olacaktır. %1 aralığı.”

Hipersonik bir yolcu uçağı ne zaman ve ne zaman gerçeğe dönüşecekse, üzerinde uçmak nasıl olacak?

Piplica, “Concorde’a oldukça benzer olacak” diyor. Koltuğunuzda yaklaşık 30 saniye ila bir dakika kadar geriye itildiğinizi hissettiğiniz günümüz uçaklarında olduğundan daha uzun süre hızlanıyor olacaksınız.

“Bu deneyim belki 10 ila 12 dakika sürecek. Ama bir kez Mach 5’te, 100.000 fitte veya daha fazlasında olduğunuzda, gerçekten yumuşak bir yolculuk olacak. Orada çok fazla hava trafiği yok ve atmosfer var. nispeten iyi huyludur.”