JetZero – самолетът, който може да е бъдещето на авиацията

Основният дизайн на търговските самолети не се е променил много през последните 60 години. Съвременните пътнически машини, като Boeing 787 и Airbus A350, имат същата обща форма, както Boeing 707 и Douglas DC-8, създадени в края на 50-те години на миналия век, пише CNN.

Причината – търговската авиация дава приоритет на безопасността, предпочитайки изпитани и тествани решения. Отчаяно търсейки начини за намаляване на въглеродните емисии, може би е назрял моментът индустрията да опита нещо ново. Едно от предложенията е за изцяло нова форма на самолет, изглеждаща подобна на дизайна, използван от военни машини, като емблематичния бомбардировач B-2. Както Boeing, така и Airbus са ангажирани с идеята. В играта се включва и трета компания – базираната в Калифорния JetZero, поставила си амбициозната цел да пусне в експлоатация самолет с подобен дизайн през 2030 г.

Поели сме твърдо по пътя към нулеви емисии при големите самолети, а този дизайн на корпус може да осигури 50% спад при изгаряне на гориво и отделяне на емисии“, каза Том О’Лиъри, съосновател и главен изпълнителен директор на JetZero.

Под напрежение

Т.нар. “концепция за смесено крило“ далеч не е нова. Най-ранните опити за изграждане на самолети с този дизайн датират от края на 20-те години в Германия. Американският авиоконструктор и индустриалец Джак Нортроп създава подобна машина с реактивен двигател през 1947 г., което вдъхновява B-2 през 90-те години. Нещо като хибрид между крило и традиционната форма на днешните самолети, смесеното крило позволява на машината да минимизира съпротивлението.

Според НАСА тази форма спомага за увеличаване на икономията на гориво и създава по-големи зони за полезен товар (товарни или пътнически) в централната част на корпуса на самолета. Агенцията е тествала дизайна чрез един от своите експериментални самолети X-48. При около 120 тестови полета между 2007 и 2012 г., X-48 демонстрират жизнеспособността на концепцията.

Самолет от този тип би имал размах на крилете малко по-голям от Boeing 747 и би могъл да оперира от съществуващите летищни терминали“, посочват от НАСА.

Според космическата агенция машината ще тежи по-малко, ще генерира по-малко шум и емисии и ще струва по-малко за експлоатация, отколкото еднакво усъвършенстван конвенционален транспортен самолет.

През 2020 г. Airbus изгражда малък прототип със смесени крила с дължина около два метра, което сигнализира за интерес към създаване на самолет в пълен размер в бъдеще.

Но ако формата е толкова ефективна, защо все още не сме преминали към изграждане на самолети с този дизайн? Според Том О’Лиъри има едно основно техническо предизвикателство, което спира производителите.

Това е херметизирането на нецилиндричен фюзелаж“, казва той, посочвайки факта, че самолет с форма на тръба е по-способен да се справи с постоянните цикли на разширяване и свиване, които идват с всеки полет.

Днешният традиционен облик на самолетите разделя натоварванията по равно между тялото и крилата, а новият дизайн би ги смесил. Такава радикално нова форма би направила интериора на самолета различен от днешния широкофюзелажен самолет.

Това е много по-широк фюзелаж. Типичният самолет с една пътека днес има три седалки на три реда. В новия ще съберете същото количество хора, но може да имате 15 или 20 реда седалки в кабината, в зависимост от това как всяка конкретна авиокомпания ще го конфигурира”, твърди О’Лиъри.

Революционен потенциал

Том О’Лиъри казва, че най-близкият еквивалент, по отношение на размерите, би бил Boeing 767 – широкофюзелажен, двумоторен самолет, въведен през 80-те години, който обикновено превозва около 210 пътници. Все още се произвежда в товарен вариант, но е заменен от Boeing 787 в пътническия. Има и модерен военен вариант KC-46, който ВВС на САЩ използват за презареждане във въздуха.

JetZero също възнамерява да разработи едновременно три варианта: пътнически, товарен и танкер за гориво. Смесената форма на крилото пасва толкова добре на последното, че военновъздушните сили на САЩ възлагат на JetZero да разработи прототип и да валидира ефективността на концепцията срещу 235 милиона долара.

Първият полет се очаква до 2027 г., което означава, че военната версия на самолета ще поведе парада и е възможно да подпомогне развитието на търговските модели. Изграждането на изцяло нов самолет от нулата обаче е огромна задача и целите на JetZero звучат амбициозно, като се има предвид, че пълният процес на сертифициране – дори за вариант на съществуващ самолет – може да отнеме години.

Едно предимство, което компанията има в тази област, е, че самолетът първоначално ще заимства двигатели от днешните машини, като например Boeing 737, въпреки че планът, в крайна сметка, е да се премине към напълно беземисионно задвижване, на водород, което ще изисква използването на все още неразработени технологии. JetZero все още няма поръчки за своя самолет, но О’Лиъри казва, че авиокомпаниите проявяват интерес.

Остава да видим дали 50% спад в потреблението на гориво е действително възможен. Както НАСА, така и Airbus цитират по-скромните 20% за своите проекти, докато ВВС на САЩ посочват, че самолет със смесено крило може „да подобри аеродинамичната ефективност с най-малко 30%, в сравнение със сегашните модели“.

„Важно е да се отбележи, че докато тази концепция може да намали съпротивлението и да увеличи горивната ефективност, действителните ползи зависят от конкретния дизайн, конфигурация и работни условия“, казва Бейли Майлс, авиационен анализатор в консултантската фирма AviationValues.

Обширните аеродинамични тестове и оптимизация са от съществено значение за пълното реализиране на потенциала за намаляване на съпротивлението на този иновативен дизайн на самолет. Би било трудно да се определи конкретен процент спад на горивото без необходимите тестове“, добавя той.

Според Майлс, това е “революционна“ идея, която има потенциал, но пред нея са налице и редица препятствия – висока аеродинамична сложност, регулаторни и сертификационни предизвикателства, както и форма, която може да се окаже неподходяща за съществуващата летищна инфраструктура. Той смята, че тези предизвикателства, наред с други, правят целта на JetZero за влизане в експлоатация на новия дизайн през 2030 г. немислима.