Ինչ տեսք կունենան ապագայի մարդատար ինքնաթիռները

Եթե ​​1968 թվականի ժամանակի ճանապարհորդներն այսօր հայտնվեին օդանավակայանում, նրանք կտեսնեին բազմաթիվ փոփոխություններ, որոնք կզարմացնեին նրանց: Բայց ինքնաթիռները զարմանալիորեն ծանոթ տեսք կունենային։ Չնայած նյութերի, շարժիչների և ավիոնիկայի զգալի բարելավմանը, որը կազմել է 2017 թ ավիացիայի պատմության մեջ ամենաանվտանգ տարին, առևտրային ինքնաթիռները կառուցվածքով նման են 1960-ականներին։ Իրականում, Boeing 737-ը, որն իր բազմաթիվ տարբերակներով պատմության մեջ ամենավաճառվող ինքնաթիռներից մեկն է, առաջին անգամ օդ բարձրացավ 1967 թվականին:

Դա պայմանավորված է նրանով, որ առևտրային ավիացիան առաջնահերթություն է տալիս անվտանգությանը՝ հօգուտ ապացուցված լուծումների, և որովհետև այլ զարգացումները, օրինակ՝ նյութերի և շարժիչների, նշանակում են, որ ավանդական դիզայնը դեռևս տեղին է: Այնուամենայնիվ, քանի որ արդյունաբերությունը հուսահատորեն փնտրում է ածխածնի արտանետումները նվազեցնելու ուղիներ, այն բախվում է մի փոքր ավելի լուրջ մարտահրավերի, քան մյուս արդյունաբերությունները, հենց այն պատճառով, որ նրա հիմնական տեխնոլոգիաները շատ դժվար է հրաժարվել: Միգուցե ժամանակն է փորձել ինչ-որ նոր բան: Այսպիսով, ինչպիսին կարող է լինել օդային ճանապարհորդությունը 50 տարի հետո:

Կարդացեք նաև. Ուկրաինայի հաղթանակի զենքերը՝ Westland Sea King ուղղաթիռներ

Ուղևորատար ինքնաթիռների ապագան

Տարիների ընթացքում ինքնաթիռների նախագծման պարադիգմը փոխելու մի քանի փորձեր են եղել: 1970-ականները խոստանում էին գերձայնային ճամփորդությունների ապագա, որը երբեք չիրականացավ, բացառությամբ Concorde-ի սահմանափակ թռիչքների: «Խառը թևերի» գաղափարը, որը նման է Northrop B-2 գաղտագողի ռմբակոծիչին, երբեմն գովազդվել է, բայց մինչ այժմ առանց մեծ հաջողության:

Տեխնիկական և ֆինանսական պատճառների համակցությունը ստիպեց ավիաարդյունաբերությանը հրաժարվել այս բավականին տարօրինակ առաջարկներից և կենտրոնանալ ավելի կանոնական նմուշների վրա, որոնք այսօր սովորական են: Արդյո՞ք հաջորդ 50 տարիները կշարունակեն անցած կես դարի դանդաղ, կայուն ուղին: Արդյո՞ք մենք նորից կտեսնենք արագ տեխնոլոգիական առաջընթացը, որը բնութագրեց ավիացիան Առաջին համաշխարհային պատերազմի ավարտից մինչև Լուսնի վայրէջք: Apollo? Մի խաբվեք տպավորիչ առաջընթացների ակնհայտ բացակայությամբ: Որոշ մեծ փոփոխություններ հենց անկյունում են:

Կարդացեք նաև. Ուկրաինայի հաղթանակի զենքերը. Storm Shadow / SCALP-EG թեւավոր հրթիռներ

Էլեկտրական ինքնաթիռներ

Մոտակա մի քանի տասնամյակների ընթացքում կարճ հեռավորությունների թռիչքների մեծ մասը հավանաբար կդառնա էլեկտրական, և դա կփոխի մեր պատկերացումները օդային ճանապարհորդության մասին: Ավելի փոքր էլեկտրական շարժիչները թույլ կտան բաշխված մղում, որը նման է ՆԱՍԱ-ի X-57 նախատիպին օգտագործվածին: Աղմուկի ցածր մակարդակը և շահագործման ավելի ցածր ծախսերը թույլ կտան էլեկտրական շարժիչով ինքնաթիռներին թռչել շատ ավելի մոտ այն վայրերին, որտեղ մարդիկ ապրում և աշխատում են:

Իրականում, մի քանի ժամանակակից էլեկտրական ինքնաթիռների նախագծեր նպատակ ունեն ոչ միայն փոխարինել ցամաքային փոխադրումները քաղաքների միջև, ինչպես նախատեսում են անել 9-ից 12 ուղևորների Zunum և Eviation հայեցակարգերը, այլ նաև դրանց ներսում: Թռչող տաքսիները շատ շուտով իրականություն կդառնան, բայց դեռ պետք է պարզել՝ արդյոք ֆուտուրիստական ​​տեսք ունեցող Vahana-ի և CityAirbus-ի կոնցեպտները իսկապես ներկայացնում են ապագան: Ամեն դեպքում, դռնից դուռ թռիչքները էլեկտրական ինքնաթիռների բացառիկ իրավունքը չեն։

Թեև նոր հայեցակարգ չէ, սակայն պտտվող պտուտակների օգտագործումը, այսինքն՝ օդանավերը, որոնք կարող են ուղղահայաց վերելքից անցնել ֆիքսված թևի կոնֆիգուրացիայի, մինչ այժմ հիմնականում սահմանափակված է եղել ԱՄՆ զինված ուժերով:

Այնուամենայնիվ, իտալական ուղղաթիռ արտադրող Լեոնարդոն ներկայումս պատրաստում է քաղաքացիական մոդելը կոմերցիոն գործարկման համար AW609, որը հաջողության դեպքում կարող է փոխակերպել գործադիր և տարածաշրջանային ավիացիան: AW609-ը համատեղում է ինչպես ինքնաթիռների, այնպես էլ ուղղաթիռների դիզայնի տարրերը:

Շատ ընկերություններ մշակում են օդային տաքսիների, ուղևորատար ինքնաթիռների և էլեկտրական ուղղահայաց թռիչքի և վայրէջքի (eVTOL) մեքենաների էլեկտրական շարժիչ համակարգեր, որոնցից շատերն ինքնավար են: Օրինակ, էլեկտրական շարժիչներ արտադրող MagniX-ը աշխատում է մարտկոցների մատակարար H55-ի հետ՝ Վանկուվերում տեղակայված հիդրոինքնաթիռների օպերատոր Harbor Air-ի ինքնաթիռները ամբողջովին էլեկտրական նավատորմի վերածելու համար: Իսկ իսրայելական Eviation ընկերությունը մշակել է Alice-ը` աշխարհում առաջին ամբողջովին էլեկտրական ուղևորատար ինքնաթիռը բջջային հեռախոսի նման մարտկոցի տեխնոլոգիայով և թռիչքի 800 կմ հեռավորության վրա:

Հիբրիդային էներգիան այլ միջոց է: 2020 թվականին ամերիկյան ստարտափ Ampaire-ի հիբրիդ-էլեկտրական Eel-ն ավարտեց 550 կմ փորձնական թռիչք՝ քթի հատվածում էլեկտրական շարժիչով և հետևի մասում՝ սովորական այրման շարժիչով: Եվ հետո կա ջրածինը, որն ունի մեծ ներուժ, եթե այն կարող է արտադրվել ցածր ածխածնի աղբյուրներից, այլ ոչ թե հանածո վառելիքից: Airbus-ը մեծ ներդրումներ է կատարում տեխնոլոգիայի մեջ, որն անհրաժեշտ է վերականգնվող էներգիայի աղբյուրներից արտադրվող ջրածնով օդանավերը լիցքավորելու համար՝ հուսալով, որ մի օր այն կօգտագործի հսկա ինքնաթիռների սնուցման համար, որոնք երկար տարածություններ են անցնում առանց CO2 արտանետումների: Boeing-ը նաև փորձարկում է ջրածնային էներգիայով աշխատող սեփական ինքնաթիռը:

Կարդացեք նաև. Saab JAS 39 Gripen - որպես տարբերակ Ուկրաինայի ռազմաօդային ուժերի համար. մենք պարզում ենք, թե ինչ տեսակի ինքնաթիռ է դա

Արագության հետապնդման մեջ

Կա մի ոլորտ, որտեղ առևտրային ավիացիան կարծես թե հետ է գնացել, այլ ոչ թե առաջ: Ժամանակին հնարավոր էր գերձայնային թռչել Ատլանտյան օվկիանոսով, բայց այսօր նույնիսկ ամենախոր գրպաններ ունեցողները ստիպված են բավարարվել ենթաձայնային արագությամբ: Որոշ ստարտափներ աշխատում են դա շտկելու ուղղությամբ:

Boom Supersonic ստարտափը, որի ներդրողները ներառում են Silicon Valley ինկուբատոր Y Combinator-ը և Japan Airlines-ը, մշակում է կոմերցիոն ինքնաթիռ, որը ակնկալվում է, որ թռչի 2,2 մախ արագությամբ և կարժենա ավելի քիչ, քան Concorde-ը:

Aerion AS2-ը քաղաքացիական գերձայնային ինքնաթիռների ևս մեկ նախագիծ է, որն ուղղված է գործադիր ծառայությունների շուկային: Թեև դեռևս զարգացման փուլում է, այն արդեն պարծենում է 2,4 միլիարդ դոլար արժողությամբ Flexjet ռեակտիվ օպերատորի կողմից իր 20 մախ 2 AS1,5 ինքնաթիռների պատվերով: Բայց նույնիսկ այս արագությունները գունատ են որոշ հավակնոտ հետազոտական ​​ծրագրերի կողմից կանխատեսված հիպերձայնային արագությունների կողքին:

Spaceliner նախագիծը, որը գլխավորում է DLR-ը՝ գերմանական օդատիեզերական հետազոտությունների ինստիտուտը, կմեկնի տիեզերքի եզրեր՝ ձայնի արագությունից 25 անգամ ավելի արագ թռչելու համար: Այս կերպ հնարավոր կլիներ, ասենք, Լոնդոնից Ավստրալիա թռչել մոտ 90 րոպեում։

«Շատ հաճախ ավիատիեզերական արդյունաբերության մեջ մարտահրավերը ոչ թե տեխնոլոգիական է, այլ ֆինանսական կամ գործառնական», - ասում է Ռոլֆ Հենկեն՝ Գերմանիայի օդատիեզերական հետազոտությունների ինստիտուտի DLR-ի օդատիեզերական հետազոտությունների գործադիր խորհրդի անդամ: «Խառը թեւերի մասին արդեն խոսվել է 1920-ականներին, իսկ հիպերձայնային թռիչքների մասին խոսվել է 1930-ականներից, բայց ձեզ հարկավոր է մեկը, ով պատրաստ է ռիսկի դիմել և հսկայական գումարներ ներդնել»:

Որքանո՞վ է իրական հիպերձայնային ինքնաթիռների հեղափոխությունը: Արդյո՞ք մենք կհասնենք նրան, որ նորագույն տեխնոլոգիաները համատեղ գոյատևեն:

Կարդացեք նաև. 6 միջմայրցամաքային բալիստիկ հրթիռներ (ICBM), որոնք կարող են վերջ տալ աշխարհին

«Խառը թև» հասկացությունը

Ինժեներների առաջարկներից է «խառը թեւերի մարմինը», որի մասին արդեն մի քանի անգամ նշել եմ։ Օդանավի այս բոլորովին նոր ձևը նման է «թռչող թևի» դիզայնին, որն օգտագործվում է ռազմական ինքնաթիռներում, ինչպիսին է խորհրդանշական B-2 ռմբակոծիչ, բայց խառը թեւը միջին մասում ավելի մեծ ծավալ ունի։ Ե՛վ Boeing-ը, և՛ Airbus-ը աշխատում են այդ գաղափարի վրա, ինչպես նաև երրորդ խաղացողը՝ Կալիֆորնիայի JetZero-ն, որն իր առջեւ հավակնոտ նպատակ է դրել՝ 2030 թվականին շահագործման հանձնել խառը թեւերով ինքնաթիռ:

«Մենք շատ լուրջ ենք վերաբերվում խոշոր ինքնաթիռների զրոյական արտանետումների ուղուն, և խառը թևերով ինքնաթիռը կարող է ապահովել 50%-ով ավելի քիչ վառելիքի այրում և արտանետումներ», - ասել է JetZero-ի համահիմնադիր և գործադիր տնօրեն Թոմ Օ'Լիրին: «Դա հսկայական առաջընթաց է այն ամենից, ինչին սովոր է արդյունաբերությունը»:

Լինելով մի տեսակ հիբրիդ թռչող թևի և ավանդական «խողովակի և թևի» միջև՝ խառը թեւը թույլ է տալիս ամբողջ ինքնաթիռին վերելք ստեղծել՝ միաժամանակ նվազագույնի հասցնելով դիմադրողականությունը: NASA-ն նշում է, որ այս ձևը «օգնում է մեծացնել վառելիքի խնայողությունը և օդանավի մարմնի կենտրոնական մասում ստեղծում է ավելի մեծ բեռնատար տարածք (բեռ կամ ուղևոր): Գործակալությունը փորձարկել է այն իր փորձնական ինքնաթիռներից մեկի վրա, X-48. 120-ից 2007 թվականներին մոտ 2012 փորձնական թռիչքների ընթացքում երկու անօդաչու X-48 հեռակառավարվող ինքնաթիռներ ցուցադրեցին հայեցակարգի կենսունակությունը:

Ըստ Օ'Լիրիի, կա մեկ հիմնական տեխնիկական խնդիր, որը հետ է պահում արտադրողներին. «Դա ճնշումն է ոչ գլանաձև ֆյուզելաժում», - ասում է նա՝ մատնանշելով այն փաստը, որ խողովակաձև օդանավն ավելի լավ է կարողանում հաղթահարել ընդլայնման և կծկման մշտական ​​ցիկլերը, որոնք տեղի են ունենում յուրաքանչյուր թռիչքի ընթացքում: «Եթե մտածում եք «խողովակի և թևի» մասին, ապա այն բաժանում է բեռը՝ խողովակը ճնշում է բեռը, իսկ թեւերը՝ ճկումից։ Բայց խառը թեւը, ըստ էության, միավորում է դրանք: Միայն հիմա մենք կարող ենք դա անել կոմպոզիտային նյութերով, որոնք թեթև են և ամուր»: Այս արմատապես նոր ձևը կհանգեցնի օդանավի ինտերիերի, որը բոլորովին այլ տեսք և զգացողություն կունենա, քան այսօրվա լայն թափքով ինքնաթիռները: JetZero-ն հուսով է, որ իր ինքնաթիռը շահագործման կհանձնի մինչև 2030 թվականը:

Կարդացեք նաև. TOP-5 ամենաժամանակակից միջուկային սուզանավերը

Գերձայնային թռիչքներ

Գրեթե կես տասնյակ ընկերություններ հավակնում են լինել առաջինը, ով կառաջարկի հանրությանը գերձայնային ճանապարհորդություն, ինչը հետաքրքիր հետաքրքրություն է այն ժամանակ, երբ տրանսպորտում ներդրումների և նորարարությունների մեծ մասը կենտրոնացած է ավելի մաքուր, ավելի բարենպաստ կլիմայական տարբերակների մշակման վրա, որոնք օգտագործում են ավելի քիչ վառելիք կամ այլընտրանքային շարժիչ տեխնոլոգիաներ, ինչպիսիք են մարտկոցները կամ ջրածինը:

Դենվերում գտնվող Boom Supersonic-ը նախատեսում է իր գերձայնային մարդատար ինքնաթիռի դեբյուտը, որը կոչվում է Overture 2029 թվականին: Ընկերության գործադիր տնօրեն Բլեյք Շոլի խոսքով, ինքնաթիռը կարող է տեղավորել 64-ից 80 ուղևոր: Այն կշարժվի 1,7 մախ արագությամբ, ինչը 1,7 անգամ գերազանցում է ձայնի արագությունը՝ ավելի քան երկու անգամ ավելի արագ, քան սովորական մարդատար ինքնաթիռը:

Ոլորտի վերլուծաբաններն ասում են, որ վենչուրային կապիտալը և այն գաղափարը, որ կոմերցիոն գերձայնային ինքնաթիռները լավ գաղափար են հնչում, մեծապես նպաստել են նախագծի վերածնմանը:

Ընկերությունները ասում են, որ իրենց նոր սերնդի գերձայնային ինքնաթիռները կունենան ավելի փոքր ածխածնի հետք, հիմնականում այն ​​պատճառով, որ դրանք սնվելու են էկոլոգիապես մաքուր ինքնաթիռների վառելիքով: Այս վառելիքը պատրաստվում է գյուղատնտեսական մթերքներից, ներառյալ սոյայի հատիկները և կենդանական ճարպերը: Սակայն քննադատներն ասում են, որ խոստումն անտեսում է որոշ կարևոր իրողություններ: Օրինակ, այսօր գոյություն ունեցող ինքնաթիռների համար բավարար էկոլոգիապես մաքուր ավիացիոն վառելիք չկա։ Իսկ եղածն ավելի թանկ է` որոշ գնահատականներով երկու-չորս անգամ ավելի թանկ, քան հանածո վառելիքը:

Եվ ինչ էլ որ լինի վառելիքը, իրականությունն այն է, որ գերձայնային ինքնաթիռները միշտ ավելի շատ են օգտագործելու: Մինչև 2022 թվականը գերձայնային ինքնաթիռները կարող են օգտագործել յոթից ինը անգամ ավելի շատ վառելիք, քան սովորական առևտրային ինքնաթիռները՝ միաժամանակ տեղափոխելով ավելի քիչ ուղևորներ, ասվում է Մաքուր տրանսպորտի միջազգային խորհրդի ուսումնասիրության մեջ: Բայց NASA-ն ասում է, որ գերձայնային ճանապարհորդությունը, գոնե սկզբնական շրջանում, կկազմի CO2-ի ընդհանուր արտանետումների շատ փոքր մասը և կոմերցիոն ավիացիայի շատ փոքր մասը: Այնուամենայնիվ, քանի որ ավիաընկերությունները խոստանում են հասնել ածխածնի զրոյական արտանետումների մինչև 2050 թվականը, ոմանք ասում են, որ դժվար է տեսնել, թե ինչպես են գերձայնային ինքնաթիռները տեղավորվում այդ շրջանակում:

Վերլուծաբանները, սակայն, ունեն իրենց կասկածները՝ հաշվի առնելով, թե որքան դժվար է առևտրային ավիաընկերությունների համար ջրի երես մնալը: Գերձայնային ինքնաթիռները կտեղափոխեն ավելի քիչ ուղևորներ և ավելի շատ վառելիք կօգտագործեն։ Եթե ​​այս վառելիքը էկոլոգիապես մաքուր ինքնաթիռի վառելիք է, ապա ծախսերն էլ ավելի են ավելանում։

Ատլանտայում գտնվող Hermeus-ը միայն մեկն է այն ընկերություններից, որոնք ուսումնասիրում են ավելի արագ, հիպերձայնային առևտրային մարդատար ինքնաթիռ ստեղծելու հնարավորությունը: Մինչ գերձայնային ինքնաթիռներն ավելի արագ են շարժվում, քան ձայնի արագությունը, հիպերձայնային ինքնաթիռները շարժվում են այդ արագությունից հինգ կամ ավելի անգամ:

Ընկերության Halcyon ռեակտիվ ինքնաթիռը կշարժվի 5 մախ արագությամբ կամ ձայնի արագությունից հինգ անգամ: Սակայն ընկերությունը բաց է այն տեխնոլոգիական մարտահրավերների մասին, որոնց բախվում է նման արագ ինքնաթիռի մշակման ժամանակ: Այսօր, ըստ նրա խոսնակի, Halcyon-ի օդային տեղափոխման հավանականությունը 50%-ից պակաս է, սակայն նրանք ակնկալում են, որ ժամանակի ընթացքում այդ հավանականությունները կբարելավվեն:

Բայց նույնիսկ այդ դեպքում Hermeus-ը և բոլոր ստարտափները պետք է համոզեն հանրությանը հավատալ իրենց նախագծին և զբաղվել օդային ճանապարհորդությունների շրջակա միջավայրի վրա ազդեցության աճող մտահոգությունների հետ: Սա կարող է բարդ խնդիր լինել:

Լավատեսությունն ու հուզմունքը շրջապատում են գերձայնային ճանապարհորդությունների վերածնունդը, և տեխնոլոգիան շարունակում է զարգանալ: Գերձայնային թռիչքը անսահման հնարավորություններ է բացում հետազոտության և նորարարության համար՝ սկիզբ դնելով օդային ճանապարհորդության նոր դարաշրջանին:

Վիսնովկի

Այսպիսով, թեև մենք կարող ենք մի փոքր երկար սպասել վաղվա ֆուտուրիստական ​​ինքնաթիռներով թռչելու համար, մենք դեռ կարող ենք կենտրոնանալ այն նյութերի և գործընթացների վրա, որոնք հնարավորություն են տալիս այսօրվա ածխաթթվացված ինքնաթիռներին: Ամրացրեք ձեր ամրագոտիները, ճամփորդությունը նոր է սկսվել։

Կարդացեք նաև.

• 5-րդ և 6-րդ սերունդների մարտիկներ. ո՞րն է տարբերությունը և որտե՞ղ է սահմանը.
• Այն, ինչ դուք պետք է իմանաք վեբ կայք բացելուց առաջ