Yliääninen liikenne - Supersonic transport

Concorde yliäänikone liikenne oli suippokärkisen deltasiipi , kapea runko ja neljä sen alle Rolls-Royce / Snecma Olympus 593 moottoreita.
Tupolev Tu-144 oli ensimmäinen SST syöttää palveluun ja ensimmäinen, joka jättää sen. Vain 55 matkustajaliikennettä suoritettiin ennen palvelun päättymistä turvallisuussyistä. Pieni määrä rahti- ja koelentoja suoritettiin myös eläkkeelle siirtymisen jälkeen.

Yliäänikone liikenne ( SST ) tai ääntä nopeammin matkustajakone on siviili yliäänilentokoneita suunniteltu kuljettamaan matkustajien nopeuksilla suurempi kuin äänen nopeus . Tähän mennessä ainoat SST: t, jotka ovat nähneet säännöllistä huoltoa, ovat olleet Concorde ja Tupolev Tu-144 . Tu-144: n viimeinen matkustajalento oli kesäkuussa 1978 ja viimeksi NASA lensi vuonna 1999 . Concorden viimeinen kaupallinen lento oli lokakuussa 2003, ja lautta oli 26. marraskuuta 2003on sen viimeinen ilmassa tapahtuva operaatio. Concorden lentämisen lopullisen lopettamisen jälkeen kaupallisessa palvelussa ei ole jäljellä olevia SST -koneita. Useat yritykset ovat ehdottaneet yliäänen liikelentokoneita , jotka voivat tuoda yliäänen kuljetuksen takaisin.

Yliääniset lentokoneet ovat olleet lukuisten viimeaikaisten ja käynnissä olevien suunnittelututkimusten kohteita. Haittoja ja suunnitteluhaasteita ovat liiallinen melun syntyminen (lentoonlähdössä ja äänipuomien vuoksi lennon aikana), korkeat kehityskustannukset, kalliit rakennusmateriaalit, korkea polttoaineenkulutus, erittäin suuret päästöt ja korkeammat kustannukset istumapaikkaa kohti. Näistä haasteista huolimatta Concorden väitettiin toimivan kannattavasti.

Vuonna 2016 NASA ilmoitti allekirjoittaneensa sopimuksen hiljaisen SST- prototyypin suunnittelusta . Suunnittelutiimiä johtaa Lockheed Martin Aeronautics .

Historia

Koko 1950 -luvun SST näytti mahdolliselta tekniseltä kannalta, mutta ei ollut selvää, voisiko siitä tehdä taloudellisesti kannattavaa. Hissien sukupolven erojen vuoksi yliäänenopeuksilla toimivilla lentokoneilla on noin puolet alleäänikoneiden nosto-vastus-suhteesta . Tämä tarkoittaa sitä, että minkä tahansa vaaditun nostomäärän osalta lentokoneen on syötettävä noin kaksinkertainen työntövoima, mikä johtaa huomattavasti suurempaan polttoaineen kulutukseen. Tämä vaikutus ilmenee äänen nopeutta lähellä olevilla nopeuksilla, koska lentokone käyttää kaksinkertaista työntövoimaa liikkuakseen suunnilleen samalla nopeudella. Suhteellinen vaikutus on pienempi, koska ilma kiihtyy suurempiin nopeuksiin. Polttoaineen käytön lisäyksen kompensoiminen saattoi nostaa huomattavasti lentokoneiden lajittelunopeutta ainakin keskipitkän ja pitkän matkan lennoilla, joissa lentokone viettää huomattavan paljon aikaa risteilyllä. SST -mallit lentävät vähintään kolme kertaa nopeammin kuin nykyiset subonic -kuljetukset olivat mahdollisia, ja siten ne pystyisivät korvaamaan jopa kolme käytössä olevaa konetta, mikä alentaisi työvoiman ja ylläpidon kustannuksia.

Concorde -lasku

Vakavaa työtä SST malleja alkoi 1950-luvun puolivälissä, kun ensimmäisen sukupolven yliäänikone hävittäjän meneviä palvelua. Isossa-Britanniassa ja Ranskassa valtion tukemat SST-ohjelmat asettuivat nopeasti delta-siipeen useimmissa tutkimuksissa, mukaan lukien Sud Aviation Super-Caravelle ja Bristol Type 223 , vaikka Armstrong-Whitworth ehdotti radikaalimpaa suunnittelua, Mach 1.2 M-Wing . Avro Canada ehdotti TWA: lle useita malleja, joihin kuuluivat Mach 1.6-kaksois-ogee-siipi ja Mach 1.2-delta-siipi, erillinen häntä ja neljä moottoria. Avron tiimi muutti Iso -Britanniaan, jossa sen suunnittelu muodosti perustan Hawker Siddeleyn suunnitelmille. 1960-luvun alkuun mennessä mallit olivat edenneet siihen pisteeseen, jossa tuotannon aloittaminen annettiin, mutta kustannukset olivat niin korkeat, että Bristol Airplane Company ja Sud Aviation lopulta yhdensivät ponnistelunsa Concorden tuottamiseksi.

1960 -luvun alussa useat yhdysvaltalaisten ilmailu- ja avaruusalan yritysten johtajat kertoivat Yhdysvaltojen yleisölle ja kongressille, että SST: n valmistamiselle ei ollut teknisiä syitä. Huhtikuussa 1960 Lockheedin varapresidentti Burt C Monesmith totesi useille aikakauslehdille, että 250000 kilon (110 000 kg) painavasta teräksestä rakennettu SST voitaisiin kehittää 160 miljoonalla dollarilla ja 200 tai enemmän tuotantoerää myydä noin 9 miljoonalla dollarilla. . Mutta juuri englantilais-ranskalainen Concorden kehitys aiheutti paniikkia Yhdysvaltain teollisuudessa, jossa ajateltiin, että Concorde korvaa pian kaikki muut pitkän kantaman mallit, varsinkin kun Pan Am otti ostovaihtoehdot Concordelta. Kongressi rahoitti pian SST-suunnittelutyötä valitsemalla nykyiset Lockheed L-2000- ja Boeing 2707 -mallit entistä kehittyneemmän, suuremman, nopeamman ja pidemmän kantaman suunnittelun tuottamiseksi. Boeing 2707 -malli valittiin lopulta jatkotyöhön, ja sen suunnittelutavoitteena oli lautta noin 300 matkustajaa ja matkanopeus lähellä Machia 3 . Neuvostoliitto päätti tuottaa oman mallinsa Tu-144 , jonka länsimainen lehdistö antoi lempinimen "Concordski".

SST pidettiin erityisen hyökkäävä koska sen Sonic Boom ja mahdollinen sen moottorin pakokaasujen vahingoittaa otsonikerrosta . Molemmat ongelmat vaikutti ajatteluun lainsäätäjien, ja lopulta kongressi laski rahoitusta Yhdysvaltain SST ohjelman päivänä maaliskuuta 1971 annetulla ja kaikki maitse kaupalliset yliäänilento kiellettiin puolilta USA. Presidentin neuvonantaja Russell Train varoitti, että 500 SST: n laivasto, joka lentää 20 000 kilometrin etäisyydellä vuosien ajan, voi nostaa stratosfäärin vesipitoisuutta jopa 50-100%. Trainin mukaan tämä voi johtaa suurempaan maanpinnan lämpöön ja haitata otsonin muodostumista . Mitä tulee stratosfääriseen veteen ja sen mahdollisuuksiin nostaa maaperän lämpötiloja, vaikka Concordea ei mainita "vesihöyryn viimeaikaisen laskun lähteenä", National Oceanic and Atmospheric Administration totesi vuonna 2010 , että stratosfäärisen vesihöyryn tasot 1980 -luvulla ja 1990-luvulla oli korkeampi kuin 2000-luvulla, jonka noin 10%, Susan Solomon NOAA laskemiseksi, että se on tämä muutos, joka on vastuussa hidastumista nousu pinnan lämpötiloissa ilmaston lämpenemisen noin 25 prosenttia verrattuna lämpeneminen korko 1990 -luvulla . Fred Singer vastusti kuitenkin Russell Trainin toista, vesi-otsonia koskevaa huolenaihetta kirjeessään Nature- lehdelle vuonna 1971, "joka järkytti niitä, jotka väittivät, että yliäänikuljetukset voivat vaikuttaa vakavasti stratosfääriseen otsoniin".

Myöhemmin oletettiin lisäuhka otsonille pakokaasun typen oksidien seurauksena , uhka, jonka MIT näennäisesti vahvisti vuonna 1974 . Kuitenkin, vaikka monet puhtaasti teoreettiset mallit osoittivat SST -typpioksidien ( NOx ) aiheuttamia suuria otsonihäviöitä , muut tutkijat artikkelissa " Typpioksidit, ydinaseiden testaus , Concorde ja stratosfäärinen otsoni " kääntyivät historialliseen otsoniseurantaan ja ilmakehän ydinkokeisiin toimimaan oppaana ja vertailuvälineenä ja havainnut, että havaittavaa otsonin häviämistä ei havaittu noin 213 megatonnin räjähtävän energian vapautumisesta vuonna 1962, joten vastaava määrä typpeä "1047" Concordesista, joka lentää "10 tuntia päivässä", ei olisi myöskään ennenkuulumatonta. Vuonna 1981 mallit ja havainnot olivat edelleen ristiriidassa keskenään. Uusimmat tietokonemallit vuonna 1995 David W.Faheyn, ilmakehän tutkijan, National Oceanic and Atmospheric Administrationin , ja muiden mukaan, osoittavat, että otsonin lasku olisi korkeintaan "enintään" 1-2%, jos Käytettiin 500 yliäänikoneita. Fahey ilmaisi, että tämä ei olisi kohtalokas este kehittynyt SST kehitys - vaikka "iso varovaisuus lippu ... [se] ei pitäisi showstopper kehittyneiden SST kehittämistä", koska "" poistamalla rikki polttoaineessa on [ concorde] "poistaisi olennaisesti oletetun 1–2 prosentin otsonin tuhoamisreaktion.

Huolimatta otsonihuoltoa ympäröivistä mallien havaintojen eroista, Concorde oli nyt käyttövalmis 1970-luvun puolivälissä, kuusi vuotta ensimmäisen yliäänijärjestelmän koelennon jälkeen. Yhdysvaltojen poliittinen protestointi oli niin suuri, että New York kielsi koneen. Tämä uhkasi lentokoneen taloudellisia näkymiä - se oli rakennettu Lontoo – New York -reittiä ajatellen. Kone oli päästetty Washington, DC (klo Dullesin kaupungista Virginia ), ja palvelu oli niin suosittu, että newyorkilaiset olivat pian valita, koska heillä ei ollut sitä. Ei mennyt kauaa, kun Concorde lensi JFK: hon .

Muuttuvien poliittisten näkökohtien ohella lentävä yleisö osoitti edelleen kiinnostusta nopeisiin valtameren ylityksiin. Tämä aloitti lisää suunnittelututkimuksia Yhdysvalloissa nimellä "AST" (Advanced Supersonic Transport). Lockheedin SCV oli uusi malli tälle luokalle, kun taas Boeing jatkoi tutkimuksia 2707: n kanssa lähtötasona.

Tähän mennessä aiempien SST -konseptien talous ei ollut enää järkevää. Kun SST: t suunniteltiin ensimmäisen kerran, niiden oli tarkoitus kilpailla 80–100 matkustajan, kuten Boeing 707: n , pitkän kantaman lentokoneiden kanssa , mutta uudempien lentokoneiden, kuten Boeing 747: n, kanssa, jotka kuljettivat neljä kertaa enemmän, SST-konseptin nopeus- ja polttoaineetut pelkällä koolla otettu pois.

Toinen ongelma oli, että laaja nopeusalue, jolla SST toimii, vaikeuttaa moottorien parantamista. Vaikka subsonic moottorit olivat edistyneet hyvin tehostumisen kautta 1960, jolloin käyttöön ohivirtausmoottorien moottorin yhä ohitus suhteet , tuuletin käsite on vaikea käyttää äänen nopeudella, jossa "oikea" ohitus on noin 0,45, kun taas 2.0 tai uudempi äänenvaimentimille. Molemmista syistä SST -mallit olivat tuomittuja korkeammille käyttökustannuksille, ja AST -ohjelmat katosivat 1980 -luvun alussa.

Concorde myi vain British Airwaysille ja Air Francelle tuetuilla ostoilla, joiden oli määrä palauttaa 80% voitosta hallitukselle. Käytännössä lähes koko järjestelyn ajan voittoa ei jaettu. Concorden yksityistämisen jälkeen kustannusten alentamistoimenpiteet (erityisesti metallurgisten siipien testauspaikan sulkeminen, joka oli tehnyt tarpeeksi lämpötilasyklejä lentokoneen validoimiseksi vuoteen 2010 asti) ja lippujen hinnankorotukset johtivat huomattaviin voittoihin.

Sen jälkeen kun Concorde lopetti lentämisen, on käynyt ilmi, että kone oli Concorden elinkaaren aikana osoittautunut kannattavaksi ainakin British Airwaysille. Concorden käyttökustannukset lähes 28 toimintavuoden aikana olivat noin miljardi puntaa ja liikevaihto 1,75 miljardia puntaa.

Viimeiset säännölliset matkustajalennot laskeutuivat Lontoon Heathrow'n lentokentälle perjantaina 24. lokakuuta 2003 kello 16.00 jälkeen: lento 002 New Yorkista, toinen lento Edinburghista, Skotlannista, ja kolmas, joka oli noussut Heathrow'lta lentolenkillä Biskajanlahden yli.

1900-luvun loppuun mennessä sellaisia ​​hankkeita kuin Tupolev Tu-244 , Tupolev Tu-344 , SAI Quiet Supersonic Transport , Sukhoi-Gulfstream S-21 , High Speed ​​Civil Transport jne. Ei ollut toteutettu.

Toteutetut yliäänikoneet

Saksan Sinsheim Auto & Technik -museo on ainoa paikka, jossa sekä Concorde että Tu-144 esitetään yhdessä.

21. elokuuta 1961 Douglas DC-8-43 (rekisterinumero N9604Z) ylitti Mach 1: n kontrolloidussa sukelluksessa testilennon aikana Edwardsin ilmavoimien tukikohdassa. Miehistöön kuuluivat William Magruder (lentäjä), Paul Patten (kopiolento), Joseph Tomich (lentoinsinööri) ja Richard H.Edwards (lentotestausinsinööri). Tämä on ensimmäinen siviililentokoneen yliääninen lento.

Concorde

Pääartikkeli: Concorde -lentokonehistoriat

Yhteensä valmistettiin 20 Concorde -konetta: kaksi prototyyppiä, kaksi kehityskoneita ja 16 tuotantokonetta. Kuusitoista tuotantolentokoneesta kaksi ei aloittanut kaupallista palvelua ja kahdeksan pysyi käytössä huhtikuussa 2003. Kaikki näistä lentokoneista kaksi on säilytetty; kaksi muuta kuin F-BVFD (cn 211), pysäköity varaosien lähteeksi vuonna 1982 ja romutettu vuonna 1994, ja F-BTSC (cn 203), joka kaatui Pariisin ulkopuolella 25. heinäkuuta 2000 ja tappoi 100 matkustajaa , 9 miehistön jäsentä ja 4 ihmistä maassa.

Tupolev Tu-144

Pääartikkeli: Tupolev Tu-144

Lentokelpoisia Tupolev Tu-144-koneita rakennettiin yhteensä kuusitoista; seitsemästoista Tu-144 (reg. 77116) ei koskaan valmistunut. Prototyypin 68001 kehityksen rinnalla oli myös vähintään yksi maadoituskone runko staattista testausta varten.

Yliäänisen matkustajalennon haasteet

Aerodynamiikka

Kaikkien kautta kulkeviin ilma, voima vetää on verrannollinen kerroin vedä ( C d ), neliö nopeusmittarin ja ilman tiheys. Koska vastus kasvaa nopeasti vauhdilla, yliäänilentokoneiden suunnittelun tärkein prioriteetti on minimoida tämä voima alentamalla vastuskerrointa. Tämä synnyttää erittäin virtaviivaisia ​​SST -muotoja. Jossain määrin yliäänikoneet hallitsevat myös vastusta lentämällä korkeammalla kuin alleäänikoneet, joissa ilman tiheys on pienempi.

Laadullinen vaihtelu Cd -tekijässä Mach -numeron kanssa lentokoneessa

Kun nopeudet lähestyvät äänen nopeutta, aaltovastuksen lisäilmiö tulee näkyviin. Tämä on voimakas vastusmuoto, joka alkaa transonisilla nopeuksilla (noin Mach 0,88 ). Mach 1: n ympärillä vastuskerroin on neljä kertaa suurempi kuin aliäänen vastus. Transonisen alueen yläpuolella kerroin laskee jälleen jyrkästi, vaikka se on edelleen 20% korkeampi 2,5 Machilla kuin aliäänenopeuksilla. Supersonic -lentokoneilla on oltava huomattavasti enemmän tehoa kuin subonic -lentokoneilla vaaditaan tämän aallon vastusvoiman voittamiseksi, ja vaikka risteilyn suorituskyky transonisen nopeuden yläpuolella on tehokkaampi, se on silti vähemmän tehokas kuin suboninen.

Toinen ongelma yliäänen lennossa on siipien nosto -vastus -suhde (L/D -suhde). Yliäänenopeuksilla ilmakanavat tuottavat nostoa aivan eri tavalla kuin alleäänenopeuksilla ja ovat aina vähemmän tehokkaita. Tästä syystä on tehty huomattavaa tutkimusta siipisuunnittelumuotojen suunnittelusta kestävälle yliäänen risteilylle. Noin Mach 2: ssa tyypillinen siipimuoto leikkaa L/D -suhteensa puoleen (esim. Concorde hallitsi suhdetta 7,14, kun taas aliäänen Boeing 747: n L/D -suhde on 17). Koska lentokoneen rakenteessa on oltava riittävä nosto oman painonsa voittamiseksi, sen L/D -suhteen pienentäminen yliäänenopeuksilla vaatii lisävoimaa ilman nopeuden ja korkeuden ylläpitämiseksi.

Moottorit

Suihkumoottorisuunnittelu muuttuu merkittävästi yli- ja aliäänikoneiden välillä. Suihkumoottorit luokassaan voivat parantaa polttoainetehokkuutta yliäänenopeuksilla, vaikka niiden ominaiskulutus on suurempi suuremmilla nopeuksilla. Koska niiden nopeus maanpinnan yläpuolella on suurempi, tämä tehokkuuden lasku on pienempi kuin verrannollinen nopeuteen, kunnes se on selvästi yli 2 Machia, ja kulutus etäisyysyksikköä kohti on pienempi.

British Airwaysin Concorde klo Filton Aerodrome , Bristol , England näyttää hoikka rungon tarvittavat yliäänilento

Kun Concorde oli Aérospatiale - BAC: n suunnittelema , korkean ohituksen suihkumoottoreita (" turbofan " -moottoreita) ei ollut vielä otettu käyttöön alleäänikoneissa. Jos Concorde olisi aloittanut palvelun aikaisempia malleja vastaan, kuten Boeing 707 tai de Havilland Comet , se olisi ollut paljon kilpailukykyisempi, vaikka 707 ja DC-8 kuljettivat yhä enemmän matkustajia. Kun nämä korkean ohituksen suihkumoottorit saavuttivat kaupallisen palvelun 1960 -luvulla, subonic -suihkumoottorit muuttuivat heti paljon tehokkaammiksi, lähemmäksi turboreaktoreiden tehokkuutta yliäänenopeuksilla. Yksi SST: n suuri etu katosi.

Turbofan-moottorit parantavat tehokkuutta lisäämällä kylmän matalapaineilman määrää, jota ne kiihdyttävät, käyttämällä jotakin energiaa, jota normaalisti käytetään kuuman ilman kiihdyttämiseen klassisessa ohitusmoottorissa. Tämän suunnittelun perimmäinen ilmentymä on turbopotkuri , jossa lähes kaikki suihkuvoima käytetään erittäin suuren tuulettimen - potkurin - käyttämiseen . Tuulettimen suunnittelun tehokkuuskäyrä tarkoittaa, että moottorin kokonaistehokkuutta maksimoiva ohitusmäärä on eteenpäin suuntautuvan nopeuden funktio, joka pienenee potkureista puhaltimiin, eikä ohitusta ollenkaan nopeuden kasvaessa. Lisäksi moottorin etupuolella olevan matalapainepuhaltimen omaama suuri etuosa lisää vastusta, etenkin yliäänenopeuksilla, ja tämä tarkoittaa, että ohitussuhteet ovat paljon rajoittuneempia kuin alleäänikoneissa.

Esimerkiksi varhaisessa Tu-144S: ssä oli matalan ohituksen turboahtomoottori, joka oli paljon vähemmän tehokas kuin Concorden turbojetit yliäänellä. Myöhemmässä TU-144D: ssä oli vertailutehokkaita turboreaktoreita. Nämä rajoitukset merkitsivät sitä, että SST -mallit eivät kyenneet hyödyntämään polttoainetalouden dramaattisia parannuksia, joita korkean ohituksen moottorit toivat aliäänen markkinoille, mutta ne olivat jo tehokkaampia kuin niiden aliäänen turbopuhaltimet.

Rakenteelliset kysymykset

Yliääniset ajoneuvon nopeudet vaativat kapeampia siipi- ja rungomalleja, ja ne altistuvat suuremmille jännityksille ja lämpötiloille. Tämä johtaa aeroelastisuusongelmiin , jotka vaativat raskaampia rakenteita ei -toivotun taipumisen minimoimiseksi. SST -laitteet edellyttävät myös paljon vahvempaa (ja siksi raskaampaa) rakennetta, koska niiden runko on paineistettava suurempaan eroon kuin aliäänikoneet, jotka eivät toimi yliäänisen lennon edellyttämillä korkeilla korkeuksilla. Nämä tekijät yhdessä merkitsivät sitä, että Concorden tyhjä paino istuinta kohden on yli kolme kertaa suurempi kuin Boeing 747: n.

Kuitenkin Concorde ja TU-144 rakennettiin molemmat tavanomaisesta alumiinista ( Concorden tapauksessa Hiduminium ) ja ( duralumiinista ), kun taas nykyaikaisemmat materiaalit, kuten hiilikuitu ja Kevlar, ovat painonsa suhteen paljon vahvempia (tärkeä paineistamisen kannalta) rasitukset) sekä olla jäykempi. Koska rakenteen paino istuinta kohden on paljon suurempi SST-rakenteessa, kaikki parannukset johtavat suurempaan prosentuaaliseen paranemiseen kuin samat muutokset aliäänikoneessa.

Korkeat kustannukset

Concorden polttoainetehokkuuden vertailu
Ilma-alus Concorde Boeing 747-400
Matkustajamailia/keisarillinen gallona 17 109
Matkustaja mailia/Yhdysvaltain gallona 14 91
Litraa/matkustaja 100 km 16.6 3.1

Korkeammat polttoainekustannukset ja pienemmät matkustajakapasiteetit johtuvat kapean rungon aerodynaamisesta vaatimuksesta, mikä tekee SST -laitteista kalliin kaupallisen siviilikuljetuksen muodon verrattuna alleäänikoneisiin. Esimerkiksi Boeing 747 voi kuljettaa yli kolme kertaa enemmän matkustajia kuin Concorde, kun se käyttää suunnilleen yhtä paljon polttoainetta.

Polttoainekustannukset eivät kuitenkaan muodosta suurinta osaa useimpien alleäänisen lentoliikenteen matkustajalippujen hinnasta. Transatlanttisilla liiketoimintamarkkinoilla, joille SST -lentokoneita käytettiin, Concorde oli itse asiassa erittäin onnistunut ja pystyi ylläpitämään korkeamman lipun hinnan. Nyt kun kaupalliset SST -lentokoneet ovat lopettaneet lentämisen, on käynyt selväksi, että Concorde tuotti huomattavaa voittoa British Airwaysille.

Lähdön melu

Yksi Concorden ja Tu-144: n toiminnan ongelmista oli moottorin korkea melutaso, joka liittyi lentoonlähdön aikana käytettäviin erittäin suuriin suihkunopeuksiin, ja mikä vielä tärkeämpää, lentää lähellä lentokenttää sijaitsevia yhteisöjä. SST-moottorit tarvitsevat melko suuren ominaisvoiman (nettotyövoima/ilmavirta) yliäänisen risteilyn aikana, jotta moottorin poikkileikkauspinta-ala ja siten suutinvastus minimoituvat . Valitettavasti tämä tarkoittaa suurta suihkunopeutta, mikä saa moottorit meluisiksi, mikä aiheuttaa ongelmia erityisesti pienillä nopeuksilla/korkeuksissa ja lentoonlähdössä.

Siksi tuleva SST voi hyötyä vaihtelevan syklin moottorista , jossa ominaisvoima (ja siten suihkunopeus ja melu) on alhainen lentoonlähdössä, mutta pakotetaan suureksi yliäänivaihtelun aikana. Siirtyminen kahden tilan välillä tapahtuisi jossain vaiheessa nousun aikana ja takaisin laskeutumisen aikana (suihkumelun minimoimiseksi lähestymisen yhteydessä). Ongelmana on suunnitella vaihtelevan syklin moottorikonfiguraatio, joka täyttää matalan poikkileikkausalueen vaatimukset yliäänisen risteilyn aikana.

yliäänipamaus

Sonic Boom ei ajateltu olevan vakava ongelma, koska korkeuksissa jossa lentokoneet lensivät, mutta kokeiluja 1960-luvun puolivälissä, kuten kiistanalainen Oklahoma City Sonic Boom testejä ja tutkimuksia USAF : n Pohjois-Amerikan XB-70 Valkyrie osoitti toisin (katso Sonic boom § Vähennys ). Vuoteen 1964 mennessä oli epäselvää ongelman vuoksi, olisiko siviili -yliäänilentokoneille luvanvaraista.

Äänipuomin ärsytystä voidaan välttää odottamalla, kunnes lentokone on korkealla veden yläpuolella, ennen kuin saavutetaan yliäänenopeus; tämä oli Concorden käyttämä tekniikka. Se estää kuitenkin yliäänisen lennon asutuilla alueilla. Yliäänilentokoneilla on huono nosto/vastus suhde alleäänen nopeudella verrattuna aliäänen ilma-aluksiin (ellei käytetä tekniikoita, kuten muuttuvan pyyhkäisyn siivet ), ja siksi ne polttavat enemmän polttoainetta, minkä seurauksena niiden käyttö on taloudellisesti epäedullista tällaisilla lentoreiteillä.

Concorden ylipaine oli 93 Pa (133 dBA SPL). Ylipaineet yli 1,5 lb/sq ft (72 Pa) (131 dBA SPL) aiheuttavat usein valituksia.

Jos puomin voimakkuutta voidaan pienentää, tämä voi tehdä jopa erittäin suurista yliäänilentokoneiden rakenteista hyväksyttävät maanpäälliset lennot. Tutkimukset viittaavat siihen, että nenän kartion ja hännän muutokset voivat vähentää äänipuomin voimakkuutta alle sen, joka tarvitaan valitusten aiheuttamiseen. Alkuperäisten SST -ponnistelujen aikana 1960 -luvulla ehdotettiin, että lentokoneen rungon huolellinen muotoilu voisi vähentää maahan ulottuvien äänipuomin iskuaaltojen voimakkuutta. Yksi muotoilu aiheutti iskuaaltojen häiritsevän toisiaan, mikä vähensi huomattavasti äänipuomia. Tätä oli vaikea testata tuolloin, mutta tietokoneavusteisen suunnittelun lisääntyvä teho on sittemmin helpottanut sitä huomattavasti. Vuonna 2003 lennettiin Shaped Sonic Boom Demonstration -lentokone, joka osoitti suunnittelun vakauden ja osoitti kyvyn pienentää puomia noin puoleen. Jopa ajoneuvon pidentäminen (ilman painon lisäämistä merkittävästi) näyttäisi vähentävän puomin voimakkuutta (katso Sonic -puomi § Vähennys ).

On käytettävä lentokoneita laajalla nopeusalueella

Yliäänisen ilma -aluksen aerodynaaminen rakenne on muutettava nopeutensa kanssa optimaalisen suorituskyvyn saavuttamiseksi. Siten SST muuttaisi ihanteellisesti muotoa lennon aikana ylläpitääkseen optimaalisen suorituskyvyn sekä ali- että yliäänenopeuksilla. Tällainen rakenne lisäisi monimutkaisuutta, mikä lisää ylläpitotarpeita, käyttökustannuksia ja turvallisuusongelmia.

Käytännössä kaikki yliäänikuljetukset ovat käyttäneet olennaisesti samaa muotoa ali- ja yliäänilennoille, ja suorituskyvyssä valitaan kompromissi, usein pienen nopeuden lennon vahingoksi. Esimerkiksi Concordella oli erittäin suuri vastus ( nosto -vastus -suhde noin 4) hitaalla nopeudella, mutta se kulki suurella nopeudella suurimman osan lennosta. Concorden suunnittelijat käyttivät 5000 tuntia optimoidakseen ajoneuvon muodon tuulitunnelitesteissä maksimoidakseen kokonaissuorituskyvyn koko lentosuunnitelman aikana.

Boeing 2707 esillä swing siivet antaa tehokkuutta alhaisilla nopeuksilla, mutta enemmän tilaa tarvitaan tällainen ominaisuus on tuotettu kapasiteetti ongelmia, jotka osoittautuivat lopulta ylipääsemättömiä.

Pohjois-Amerikan ilmailulla oli epätavallinen lähestymistapa tähän ongelmaan XB-70 Valkyrien kanssa . Laskemalla siipien ulkopaneelit suurella Mach -lukumäärällä he pystyivät hyödyntämään puristusnostetta lentokoneen alapuolella. Tämä paransi L/D -suhdetta noin 30%.

Ihon lämpötila

Yliäänenopeuksilla lentokone puristaa edessään olevan ilman adiabaattisesti . Korkeampi ilman lämpötila lämmittää lentokoneen.

Subsonic -lentokoneet on yleensä valmistettu alumiinista. Vaikka alumiini on kevyttä ja vahvaa, se ei kuitenkaan kestä paljon yli 127 ° C lämpötiloja. yli 127 ° C: ssa alumiini menettää vähitellen ominaisuutensa, jotka iän kovettuminen aiheutti. Lentokoneissa, jotka lentävät 3 Machilla, on käytetty materiaaleja, kuten ruostumatonta terästä ( XB-70 Valkyrie , MiG-25 ) tai titaania ( SR-71 , Sukhoi T-4 ), huomattavasti kustannuksia lisäämällä, koska materiaalit vaikeuttavat lentokoneen valmistusta.

Vuonna 2017 uuden karbidin keraaminen pinnoite materiaalia löydettiin, joka voisi vastustaa lämpötiloja esiintyvät Mach 5 tai yli, ehkä jopa 3000 ° C: ssa.

Huono kantama

Yliäänisen lentokoneen kantama voidaan arvioida Breguetin etäisyysyhtälöllä .

Suuri lentoonlähtöpaino matkustajaa kohden vaikeuttaa hyvän polttoaineosuuden saamista. Tämä ongelma yhdessä yliäänen nosto/vastus -suhteiden asettaman haasteen kanssa rajoittaa suuresti yliäänikuljetusten valikoimaa. Koska pitkän matkan reitit eivät olleet toteuttamiskelpoisia vaihtoehtoja, lentoyhtiöillä ei ollut juurikaan kiinnostusta suihkukoneiden ostamiseen.

Lentoyhtiön epätoivotut SST: t

Aeroflot Tupolev Tu-144 on Pariisin Air Show 1975.

Lentoyhtiöt ostavat lentokoneita ansaitakseen rahaa ja haluavat saada mahdollisimman paljon tuottoa sijoituksistaan ​​omaisuudestaan.

Lentoyhtiöt arvostavat mahdollisesti erittäin nopeita lentokoneita, koska niiden avulla lentokone voi tehdä enemmän lentoja päivässä ja parantaa sijoitetun pääoman tuottoa. Lisäksi matkustajat suosivat yleensä nopeampia, lyhyempiä matkoja hitaammille ja pidemmille matkoille, joten nopeamman lentokoneen käyttäminen voi antaa lentoyhtiölle kilpailuetua jopa siinä määrin, että monet asiakkaat maksavat mielellään korkeammat hinnat säästääkseen aikaa ja /tai saapuu nopeammin. Concorden korkea melutaso lentoasemien ympärillä, aikavyöhykeongelmat ja riittämätön nopeus merkitsivät kuitenkin, että vain yksi paluumatka voitaisiin tehdä päivässä, joten ylimääräinen nopeus ei ollut lentoyhtiön etu vain myyntinä asiakkaille. Ehdotetut amerikkalaiset SST: t oli tarkoitettu lentämään Mach 3: lla, osittain tästä syystä. Kuitenkin kiihdytys- ja hidastusaika huomioon ottaen Atlantin ylittävä matka Mach 3 SST: llä olisi alle kolme kertaa nopeampi kuin Mach 1 -matka.

Koska SST: t tuottavat äänipuomit yliäänenopeuksilla, he saavat harvoin lentää yliäänellä maan yli ja niiden on sen sijaan lentävä yliäänellä. Koska ne ovat tehottomia alleäänenopeuksilla verrattuna ääniäänikoneisiin, kantomatka heikkenee ja lentokoneiden välilaskuttamattomien reittien määrä vähenee. Tämä vähentää myös tällaisten lentokoneiden halukkuutta useimmille lentoyhtiöille.

Supersonic-lentokoneiden polttoaineenkulutus matkustajaa kohti on suurempi kuin subonic-lentokoneiden; tämä tekee lipun hinnasta välttämättä korkeamman, kun kaikki muut tekijät ovat samat, ja se tekee tästä hinnasta herkemmän öljyn hintaan. (Se tekee myös yliäänilennoista vähemmän ympäristöystävällisiä ja kestävää kehitystä, kaksi suuren yleisön, lentomatkustajien, huolta.)

Investointeja tutkimus- ja kehitystyöhön uuden SST: n suunnittelemiseksi voidaan pitää pyrkimyksenä ylittää lentoliikenteen nopeusrajoitus. Yleisesti ottaen, lukuun ottamatta pakkoa uusiin teknologisiin saavutuksiin, tällaisten pyrkimysten tärkein liikkeellepaneva voima on muiden liikennemuotojen aiheuttama kilpailupaine. Kilpailu eri palveluntarjoajien välillä kuljetusmuodossa ei tyypillisesti johda tällaisiin teknologisiin investointeihin nopeuden lisäämiseksi. Sen sijaan palveluntarjoajat kilpailevat mieluummin palvelun laadusta ja hinnasta. Esimerkki tästä ilmiöstä on suurnopeusjunayhteys. Rautatieliikenteen nopeusrajoitusta oli painettu niin voimakkaasti, että se pystyi kilpailemaan tehokkaasti tie- ja lentoliikenteen kanssa. Tätä saavutusta ei kuitenkaan tehty eri rautatieyritysten kesken kilpaillakseen. Tämä ilmiö vähentää myös lentoyhtiöiden halukkuutta käyttää SST-palveluja, koska erittäin pitkien matkojen (pari tuhatta kilometriä) osalta kilpailu eri liikennemuotojen välillä on pikemminkin kuin yhden hevosen kilpailu: lentoliikenteellä ei ole merkittävää kilpailijaa. Ainoa kilpailu on lentoyhtiöiden välillä, ja ne mieluummin maksavat kohtuullisesti kustannusten alentamiseksi ja palvelun laadun parantamiseksi kuin maksavat paljon enemmän nopeuden lisäyksestä. Myös voittoa tavoittelevat yritykset suosivat yleensä pieniriskisiä liiketoimintasuunnitelmia, joilla on suuri todennäköinen voitto, mutta kallis huipputeknologinen tutkimus- ja kehitysohjelma on korkean riskin yritys, koska on mahdollista, että ohjelma epäonnistuu odottamattomista teknisistä syistä tai kattaa niin suuret kustannusten ylitykset, että se pakottaa yrityksen taloudellisten resurssien rajojen vuoksi luopumaan ponnisteluistaan ​​ennen kuin se tuottaa mitään myyntikelpoista SST -tekniikkaa, mikä mahdollisesti johtaa kaikkien investointien menettämiseen.

Ympäristövaikutus

International Council Clean Kuljetus (ICCT) arvioi SST palaisi 5-7 kertaa niin paljon polttoainetta matkustajaa kohden. ICCT osoittaa, että New Yorkin ja Lontoon välinen yliäänilento kuluttaisi yli kaksi kertaa enemmän polttoainetta matkustajaa kohti kuin subonic -bisnesluokassa , kuusi kertaa enemmän kuin turistiluokka ja kolme kertaa enemmän kuin Los Angelesin ja Sydneyn välisen aliäänen liiketoiminta . Suunnittelijat voivat joko täyttää olemassa olevat ympäristöstandardit edistyneellä tekniikalla tai aulapoliittiset päättäjät luoda uusia standardeja SST: ille.

Jos vuonna 2035 olisi 2000 SST: tä, 160 lentoasemalla tehtäisiin 5000 lentoa päivässä ja SST -laivasto päästäisi ~ 96 miljoonaa tonnia hiilidioksidipäästöjä vuodessa (kuten Amerikan , Deltan ja Lounais yhteensä 2017), 1,6-2,4 gigatonnia Hiilidioksidipäästöt 25 vuoden elinkaarensa aikana: viidennes kansainvälisestä lentoliikenteen hiilibudjetista, jos ilmailu säilyttää päästöosuutensa pysyäkseen 1,5 ° C: n ilmakehän alla . Melulle altistunut alue lentoasemien ympärillä voi kaksinkertaistua verrattuna samankokoisiin aliäänikoneisiin: yli 300 toimintaa päivässä Dubaissa ja Lontoon Heathrow'ssa ja yli 100 Los Angelesissa , Singaporessa , San Franciscossa , New York-JFK: ssa , Frankfurtissa ja Bangkok . Kanadassa, Saksassa, Irakissa, Irlannissa, Israelissa, Romaniassa, Turkissa ja osissa Yhdysvaltoja kuullaan usein äänipuomia , jopa 150–200 päivässä tai yksi viiden minuutin välein.

Kehitteillä

Lockheed Martin -konsepti esiteltiin NASAn ilmailututkimusoperaation linjalle huhtikuussa 2010
Boeing -konsepti esiteltiin NASAn ilmailututkimusoperaation linjalle huhtikuussa 2010

Toisen sukupolven yliäänikoneen halu on säilynyt joissakin ilmailualan osissa, ja Concorden eläkkeelle siirtymisen jälkeen on syntynyt useita konsepteja.

Maaliskuussa 2016 Boom Technology paljasti, että se on kehitysvaiheessa rakentaakseen 40 matkustajan yliäänisuihkukoneen, joka kykenee lentämään 2.2 Machilla, väittäen, että suunnittelusimulaatio osoittaa, että se on hiljaisempi ja 30% tehokkaampi kuin Concorde ja pystyy lentää Los Angelesista Sydneyyn 6 tunnissa.

Taloudellisen elinkelpoisuutensa vuoksi NASA: n tutkimus on vuodesta 2006 lähtien keskittynyt äänipuomin vähentämiseen , jotta yliääninen lento pääsee yli maan. NASA: n pitäisi lentää matalan puomin mielenosoittaja vuonna 2019, joka on vähennetty kaksinkertaisista pahoinpitelyistä pehmeiksi lyönteiksi lentokoneen rungon muotoilulla, kysyäkseen yhteisön vastauksia tukeakseen tulevaa FAA: n ja ICAO: n kieltoa 2020-luvun alussa. Hiljainen Ultraääniteknologialla X-tasossa matkivat iskuaalto allekirjoitus Mach 1,6-1,8, 80- 100-istuimen airliner 75 PNLdB verrattuna 105 PNLdB Concorde.

200 miljoonan dollarin yliäänilentokoneiden markkinat voivat olla 1300 kymmenen vuoden aikana, arvoltaan 260 miljardia dollaria. Kehittäminen ja sertifiointi on luultavasti 4 miljardin dollarin operaatio.

TsAGI näytteillä 2017 MAKS Air Show Moskovassa pienoismalli sen Supersonic Business Jet / Kaupallinen Jet jonka pitäisi tuottaa matalan yliäänipamaus salliessa yliäänilento maalla, optimoitu 2100km / h (1300 mph) vakionopeussäädin ja 7,400-8,600 km (4600–5300 mailia). Tieteellinen tutkimus pyrkii optimoimaan sekä Mach 0,8-0,9 transonic ja Mach 1,5-2,0 äänen nopeudella, samanmallinen testataan tuulitunnelissa , kun moottorit käsitetään klo Central Institute for Aviation Moottorit ja mallit ovat tutkineet Aviadvigatel ja NPO Saturnus .

Lokakuussa 2017 NBAA: n kongressissa Las Vegasissa, jossa NASA tuki vain tutkimusta, eri yritykset kohtasivat teknisiä haasteita ehdottaakseen lentokoneita ilman moottoria, vaihtelevia huippunopeuksia ja toimintamalleja:

  • Boom XB-1 ikäluokat kolmannen mittakaavan Testbed pitäisi lentää vuonna 2018, kun voimanlähteen valitaan jonkin 45/55-istuin trijet matkustajakone tavoittaa Mach 2,2 yli vettä 9000 NMI (17000km, 10000 mi) yhdellä pysähtyä liiketoiminnan -luokan hinta. Tavoitteena toimitukset vuonna 2023 se sai 10 sitoumusta Virginiltä ja 15 julkistamattomalta eurooppalaiselta lentoyhtiöltä vuonna 2016, yhteensä 76 viideltä lentoyhtiöltä kesäkuuhun 2017 mennessä;
  • Spike S-512 on omarahoitukseen kaksimoottorinen muotoilu, jonka tavoitteena on risteily Mach 1,6 yli vettä 6200 NMI (11500 km, 7100 mi) kanssa 22 matkustajaa ikkunattomassa hytissä, jossa määrittelemätön 20000 lbf (89 kN) moottoreita. SX-1.2-mittakaavan mallin olisi pitänyt tehdä ensilentonsa syyskuussa 2017 ennen miehitettyä koekenttää vuonna 2019 ja prototyyppi vuonna 2021, ja markkinoiden saatavuus olisi vuonna 2023.
Malli Matkustajat Risteily Alue ( nmi ) MTOW Kokonaisvoima Työntövoima/paino
Tupolev Tu-144 150 Mach 2.0 6500 km (3500 km) 207 t (456000 paunaa) 960 kN (216000 lbf) 0,44
Concorde 120 Kone 2.02 7200 km (3900 nmi) 185 t (408000 paunaa) 676 kN (152000 lbf) 0,37
Puomiteknologian alkusoitto 55 Koneet 1.7 8300 km (4500 nmi) 77,1 t (170 000 paunaa) 200–270 kN (45 000–60 000 lbf) 0,26–0,35
Piikki S-512 18 Kone 1.6 11500 km (6200 nmi) 52,2 t (115000 paunaa) 177,8 kN (40000 lbf) 0,35

Niistä neljä miljardia ilman matkustajaa vuonna 2017, yli 650 miljoonaa lensi kaukoliikenteen välillä 2000 ja 7000 mailia (3200 ja 11300 km), mukaan lukien 72 miljoonaa vuonna liiketoiminnan ja ensimmäisen luokan ja oli 128 miljoonaa vuoteen 2025 mennessä; Spike -hankkeet 13 miljoonaa ihmistä olisivat kiinnostuneita yliäänikulkuliikenteestä.

Lokakuussa 2018 reauthorization että FAA suunnitellun melustandardeja yliäänikone kuljetuksissa, jolloin kehittäjät sääntelyvarmuus niiden mallien, lähinnä niiden moottorin valinta. FAA ehdottaa sääntöjä, jotka koskevat yliäänisen lentotestauksen lupaa Yhdysvalloissa ja melutodistusta vuoden 2019 alussa. FAA: n olisi tehtävä ehdotus laskeutumis- ja nousumelusta ennen 31. maaliskuuta 2020, jotta voidaan säätää vuoden 2022 jälkeen. ja maanpäälliselle äänipuomille vuoden 2020 lopusta, kun taas NASA suunnittelee lentävänsä Lockheed Martin X-59 QueSST -lentokoneen demonstraattorin vuodesta 2021 ICAO- standardien mukaisesti vuonna 2025.

Kesäkuussa 2019 Lockheed Martin esitteli NASA: n hiljaisen yliäänen aloitteen ja X-59 QueSST: n innoittamana Quiet Supersonic Technology -lentokoneen, joka on 1,8 Machin transpacific-matkustajakonsepti 40 matkustajalle. Matalampi lentoaseman melu ja äänipuomi ovat sallittuja muotoilulla puomilla ; integroitu hiljainen käyttövoima; pyyhkäisi siipinen yliääninen luonnollinen laminaarivirtaus ; ja ohjaamon ulkoinen näköjärjestelmä (XVS). 225 jalkaa (69 m) pitkä malli on merkittävästi pidempi kuin Concorde , ja siinä on lähes 21 m pitkä nenä ja 78 m (24 m) hytti. Jyrkästi pyyhkäistyn delta -siiven ulottuvuus on 22 metriä, hieman kapeampi kuin Concorde.

Suunnittelutavoitteet ovat 4 800–5 300 nmi (7800–9 800 km) ja 9500–10 500 ft (2900–3200 m) lentoonlähtökentän pituus, 75–80 PLdB-äänipuomi ja risteily 1,6–1,7 Machin yli maan ja Machin 1,7-1,8 veden päällä. Vetoputkien välissä on 180 000 NN (180 000 NB) moottorit, jotka on asennettu kaksoispuoleiseen jälkipolttoon. Integroitu hiljainen käyttövoima sisältää edistyksellisiä tulppasuuttimia , melusuojauskonsepteja ja vääristymiä sietäviä tuulettimen siipiä .

Elokuussa 2020 Virgin Galactic Rolls-Roycen kanssa julkisti konseptin Mach 3 -kykyisestä twinjet- delta- siipikoneesta, joka voi kuljettaa jopa 19 matkustajaa.

Aiemmat käsitteet

Marraskuussa 2003 EADS - Airbusin emoyhtiö - ilmoitti harkitsevansa yhteistyötä japanilaisten yritysten kanssa suuremman ja nopeamman korvaavan Concorden kehittämiseksi. Lokakuussa 2005 JAXA , Japan Aerospace eXploration Agency, teki aerodynaamisen testin 300 matkustajan kuljettamiseen tarkoitetun matkustajakoneen pienoismallille 2 Machilla ( Next Generation Supersonic Transport , NEXST , sitten Zero Emission Hyper Sonic Transport ). Jos sitä jatketaan kaupalliseen käyttöönottoon, sen odotetaan olevan käytössä noin 2020–25.

Toukokuussa 2008 raportoitiin, että Aerion Corporationilla oli 3 miljardin dollarin ennakkomyynti Aerion SBJ -äänilentokoneella . Loppuvuodesta 2010 hanke jatkui siipiosan lentokoelennolla. Aerion AS2 on ehdotettu 12-istuin trijet, joiden valikoima 4750 nmi (8800 km, 5470 mi) Mach 1,4 veden tai 5300 nmi (9800 km, 6100 mi) Mach 0,95 maalla, vaikka "boomless" Mach 1.1 -lentoa väitettiin olevan mahdollista. Airbusin tukemana ja Flexjetin 20 lanseeraustilauksella ensimmäiset toimitukset siirtyivät vuodesta 2023 eteenpäin kaksi vuotta, kun GE Aviation valittiin toukokuussa 2017 yhteiseen moottoritutkimukseen. Toukokuussa 2021 yhtiö ilmoitti lopettavansa toimintansa, koska se ei kyennyt saamaan pääomaa.

Supersonic Aerospace Internationalin n Quiet yliäänikone Liikenne on 12-matkustaja design Lockheed Martinin joka on risteily Mach 1,6, ja on luoda yliäänipamaus vain 1% niin vahva kuin se syntyy Concorde.

Myös yliääninen Tupolev Tu-444 tai Gulfstream X-54 on ehdotettu.

Hypersooninen kuljetus

Katso myös: Hypersonic , Hypersonic speed ja Hypersonic flight

Vaikka perinteiset turbo- ja ramjet-moottorit pystyvät pysymään kohtuullisen tehokkaina jopa 5,5 Machiin asti, joskus keskustellaan myös joistakin erittäin nopeaa lentoa 6 Machin yläpuolella olevista ideoista, joiden tarkoituksena on lyhentää matka-aikoja yhteen tai kahteen tuntiin kaikkialla maailmassa . Näissä ajoneuvoehdotuksissa käytetään tyypillisesti joko raketti- tai scramjet -moottoreita; pulssiräjäytysmoottoreita on myös ehdotettu. Tällaisella lennolla on monia vaikeuksia, sekä teknisiä että taloudellisia.

Rakettimoottoriset ajoneuvot, vaikka ne olisivat teknisesti käytännöllisiä (joko ballistisina kuljetuksina tai puoliballistisina kuljetuksina siipiä käytettäessä), käyttäisivät erittäin paljon ponneainetta ja toimisivat parhaiten noin 8 Machin ja kiertoradan nopeuksilla. Raketit kilpailevat parhaiten ilmahengittävien suihkumoottorien kanssa kustannuksiltaan erittäin pitkällä kantamalla; kuitenkin myös antipodaalimatkoilla kustannukset olisivat vain jonkin verran alhaisemmat kuin kiertoratojen laukaisukustannukset.

Kesäkuussa 2011 Pariisin lentonäyttelyssä EADS julkisti ZEHST -konseptinsa, joka risteili 4 Machilla (4400 km/h; 2400 kn) nopeudella 32 000 m ja herätti japanilaista kiinnostusta. Saksalainen SpaceLiner on suborbitaalinen hypersonic -siipinen matkustaja -avaruuslentokonehanke, jota kehitetään alustavasti.

Esijäähdytetyt suihkumoottorit ovat suihkumoottoreita, joiden sisääntulossa on lämmönvaihdin, joka jäähdyttää ilmaa erittäin suurilla nopeuksilla. Nämä moottorit voivat olla käytännöllisiä ja tehokkaita jopa noin 5,5 Machin kohdalla, ja tämä on tutkimusalue Euroopassa ja Japanissa. Brittiläinen Reaction Engines Limited -yhtiö , jolla on 50% EU: n rahoista, on osallistunut LAPCAT-nimiseen tutkimusohjelmaan , jossa tutkittiin 300 matkustajaa kuljettavan A2- tyyppisen vetykäyttöisen lentokoneen mallia , joka voi mahdollisesti lentää Mach 5+ -laitteella suoraan Bryssel - Sydney 4,6 tunnissa. Jatko-tutkimustyötä, lapcat II alkoi vuonna 2008 ja oli viimeiset neljä vuotta.

STRATOFLY MR3 on EU: n tutkimusohjelma ( Saksan ilmailukeskus , ONERA ja yliopistot), jonka tavoitteena on kehittää kryogeenisen polttoaineen 300-matkustajalentokone, joka kykenee lentämään noin 10000 km/h (Mach 8) 30 km: n korkeudessa.

Boeing Hypersonic -lentokone

Boeingin yliääninen kuljetuskonsepti

Boeing esitteli AIAA 2018 -konferenssissa 6 Machin (6500 km/h; 3500 kn) matkustajalentokoneen. Atlantin ylittäminen 2 tunnissa tai Tyynenmeren kolmessa paikassa 30 km: n etäisyydellä mahdollistaisi paluulennot samana päivänä, mikä lisäisi lentoyhtiöiden omaisuuden käyttöä . Käyttämällä titaani rungon, sen kapasiteetti olisi pienempi kuin Boeing 737 , mutta suurempi kuin pitkän kantaman liikesuihkukone . Uudelleenkäytettävä demonstraattori voitaisiin lentää jo vuonna 2023 tai 2024, jotta se voitaisiin ottaa käyttöön 2030 -luvun lopulta lähtien. Aerodynamiikka hyötyisi Boeing X-51 Waverider -kokemuksesta, joka ajaisi etureunan iskuaaltoa alhaisemman aiheuttaman vastusvastuksen vuoksi . Virtauksen säätö parantaisi nostoa hitaammilla nopeuksilla, ja jälkipolttimien välttäminen lentoonlähdössä vähentäisi melua .

Boeing hypersonisen airliner olisi virtansa turboramjet , joka on ohivirtaus- että siirtymiä patopainemoottorin Mach 6 vältettäisiin tarve patopainemoottorin, samanlainen kuin SR-71 Blackbird n Pratt & Whitney J58 , mutta sulkien turbiinin korkeammissa nopeudet. Se olisi integroitu akselisymmetriseen rengasmaiseen asentoon, jossa on yksi imu- ja suutin sekä ohituskanava turbiinimoottorin ympärille yhdistettynä jälkipoltin /ramjet takana. Se tarvitsisi kehittynyttä jäähdytystekniikkaa, kuten reaktiomoottorien kehittämää lämmönvaihdinta , joka ehkä käyttää nestemäistä metaania ja/tai lentopolttoainetta .

Risteily 90 000–100 000 jalan (27 000–30 000 metrin) korkeudessa lisää paineen alenemista . Mach 6 valittiin käytettävissä olevan tekniikan avulla saavutettavaksi rajaksi . Sen kapasiteetin käyttöaste olisi korkea , sillä se voisi ylittää Atlantin neljä tai viisi kertaa päivässä, kun se on mahdollista kahdesti päivässä Concorden kanssa .

Katso myös

Viitteet

Ulkoiset linkit