Vroeg of laat moet het evolutionaire pad van ontwikkeling op het gebied van luchtvervoer worden vervangen door een revolutionair pad, de modernisering van bestaande vliegtuigen kost hun fabrikanten steeds meer. De effectiviteit van de modernisering van bestaande vliegtuigen nadert de fysieke grens, beaamt deze stelling Rolf Henke, hoofd van de afdeling Luchtvervoer van het Duitse Lucht- en Ruimtevaartcentrum (DLR). Moderne vliegtuigen worden steeds moeilijker te verbeteren. Daarom doen zich 2 problemen voor: alle nieuwe experimentele projecten kunnen op het moment van hun implementatie een slechter resultaat opleveren dan de bewezen oude; fabrikanten hebben echter nog steeds weinig prikkels om hun verbluffende concepten in realiteit om te zetten.
Verbluffende ideeën zijn momenteel alleen nodig voor public relations. Zo demonstreren medewerkers van het Duitse Lucht- en Ruimtevaartcentrum bijvoorbeeld hun nieuwe project SpaceLiner. Deze naam werd gegeven aan het project van een raketvliegtuig, dat wordt bijgetankt met zuurstof en waterstof en in staat is passagiers in 90 minuten van Australië naar Europa te brengen. Maar zelfs op middellange termijn is het onwaarschijnlijk dat dergelijke buitengewone projecten een rol van betekenis zullen spelen in het luchtvervoer van goederen en passagiers. Het hoofd van het Duitse Lucht- en Ruimtevaartcentrum, Henke, geeft toe dat fantastische supersonische vliegtuigen hoogstwaarschijnlijk niet de oplossing zijn voor toekomstige problemen.
Desondanks blijft het Instituut voor Ruimtesystemen van het Duitse Lucht- en Ruimtevaartcentrum zijn eigen concept van een hypersonisch vliegtuig promoten. Wetenschappers uit een aantal Europese landen, waaronder Duitsland, Oostenrijk, België, Spanje, Italië, Nederland, Frankrijk en Zweden, hebben de volgende onderzoeksfase voltooid met het oog op de ontwikkeling van een toekomstig hogesnelheidstransportsysteem, gecreëerd onder de Fast20XX-project. De resultaten van dit project moeten worden belichaamd in 2 programma's voor de creatie van hypersonische vliegtuigen SpaceLiner DLR en ALPHA Innovation GmbH. Het is onwaarschijnlijk dat dergelijke vliegtuigen vóór 2050 de lucht in gaan, maar de technologieën die nodig zijn om ze te maken, worden al gemaakt.
Een van de belangrijkste zaken bij het maken van dergelijke voertuigen is de koeling van de romp. Na versnelling, als gevolg van wrijving met de atmosfeer van de planeet, zal het lichaam van de SpaceLiner worden verwarmd tot +1800 graden Celsius. Om de voorrand van de vleugels en neus van een hypersonisch vliegtuig te koelen, stellen Duitse ingenieurs voor om actieve koeling te gebruiken op basis van poreuze keramische materialen waarin water circuleert. Het is de bedoeling dat de resterende delen van de vliegtuigromp worden bedekt met meer traditionele materialen.
Tegenwoordig zijn poreuze keramiek en een verdampingskoelsysteem al met succes getest in de plasmatunnel in het DLR-laboratorium in Keulen. Daarnaast wordt gewerkt aan computermodellering van luchtstromen nabij het vliegtuig. Dit werk is erg belangrijk, omdat de SpaceLiner zeer hoge vlieghoogten zal bereiken, waar de atmosferische druk extreem laag is en er omstandigheden zijn die heel anders zijn dan die van conventionele subsonische passagiersvliegtuigen.
Op zijn beurt onderscheidt het ALPHA-project zich door SpaceLiner en is het een transportsysteem, dat een Airbus A330-draagvliegtuig moet omvatten, evenals een hypersonisch voertuig dat ervan wordt gelanceerd. Een klein toestel met één piloot en twee passagiers aan boord moet zich op een hoogte van 14 km van het vliegdekschip scheiden, waarna het zelfstandig tot 100 km klimt. ALPHA is dus in de eerste plaats een voertuig voor suborbitale wetenschappelijke en toeristische vluchten.
SpaceLiner zal tot 50 passagiers in 90 minuten van Australië naar Europa kunnen vervoeren of 100 passagiers van Europa naar Californië in 60 minuten. Om aan dit tijdsbestek te voldoen, moet het vliegtuig vliegen met een snelheid van M = 24 of 25 km/u, terwijl de vlucht wordt uitgevoerd op hoogten tot 200 km. Martin Zippel, projectcoördinator bij het Duitse Centrum luchtvaart en ruimtevaart (DLR), zei dat de SpaceLiner een soort tweede komst is van de Space Shuttle, maar met een fundamenteel andere taak. Het is vermeldenswaard dat een vergelijking met shuttles, die zelfs tijdens de ontwikkelingsperiode niet als het meest succesvolle project werden beschouwd, spreekt van het vertrouwen van de Duitsers in de uitvoering van hun plannen.
Momenteel is er informatie dat SpaceLiner verticale start zal gebruiken, met behulp van zuurstof en vloeibare waterstof gesloten-cyclus raketmotoren. De lengte zal naar verwachting ongeveer 70 meter zijn, spanwijdte - 40 meter, maximaal startgewicht in de regio van 1250 ton. Het maximale vliegbereik wordt geschat op 16 km. Qua aantallen hebben we een typisch Duits project: duur, snel en tegelijk weer duur. Als je meetelt, komt het uit ergens tussen de 500 en 12,5 ton vliegtuiggewicht per 25 passagier. De makers van het ruimteschip verbergen echter niet dat ze geen vaste bezoekers gaan vervoeren naar etablissementen die gratis soep uitdelen. Het project voor de bouw van dit vliegtuig is commercieel, volgens hen zal het Duitse lucht- en ruimtecentrum in de komende 1 jaar commerciële partners kunnen vinden om hun plannen uit te voeren.
Momenteel is er weinig bijzonders over dit project. Er zijn slechts enkele details bekend. In het bijzonder wordt gemeld dat na versnelling - het actieve deel van het traject en het begin van de planning, de situatie met de bestuurbaarheid van het schip beter zal zijn dan die van de shuttles vanwege de implementatie van een hogere aerodynamische kwaliteit van het apparaat . Voor sommigen veroorzaakt de spitse neus van een hypersonische voering ook verbijstering. Het is al lang bekend dat het bij snelheden boven M=5 geen significante voordelen biedt ten opzichte van de afgeronde.
De Duitse ontwikkelaars glunderen echter van optimisme: de definitieve vorm van het nieuwe vliegtuig is nog niet bepaald en kan aanzienlijk worden aangepast. Tegelijkertijd zullen de Duitsers gegarandeerd hun concurrenten uit andere landen omzeilen die hypersonische motoren met open cyclus gaan gebruiken die lucht uit de atmosfeer van de aarde halen. Het is waar dat dergelijke vliegtuigen een kleinere hoeveelheid brandstof moeten vervoeren, en dit verlaagt de kosten van dergelijke projecten, maar DLR zwijgt liever over dergelijke kleinigheden. Tegelijkertijd is de gesloten cyclus het meest geschikt voor hoge vliegsnelheden en is deze al goed ontwikkeld, en is het niet nodig om fundamenteel nieuwe technologieën te creëren. De ontwikkelaars benadrukken dat ze de efficiëntie van de motor niet gaan verhogen, maar dat ze hun inspanningen liever richten op hergebruik.
SpaceLiner op het moment van afscheiding van de eerste trap
De eerste trap van de hypersonische SpaceLiner zal, na uitputting van de brandstof, per parachute naar de grond afdalen, niet ver van de lanceerplaats (vanwege de verticale start van het voertuig). Op de grond kan het podium meteen worden klaargemaakt voor herlancering. De veelkleurigheid van de eerste fase van het apparaat is een onmisbare voorwaarde voor het Duitse project. De ingebouwde motoren van het ruimtevaartuig zullen alleen al op een hoog deel van het traject een constante snelheid bieden.
Op basis van de beschikbare informatie roept dit project veel vragen op. Bij dergelijke vliegsnelheden is opstijgen en landen over dichtbevolkte gebieden uitgesloten: de dalende eerste trap zal ernaar streven om in de verkeerde richting te vallen en ze zullen de geluidsbarrière niet mogen passeren. Het blijkt dat subruimtehavens gebouwd moeten worden in een woestijngebied. In dit opzicht hebben de ontwikkelaars natuurlijk goed geraden met Australië en Californië, maar waar ze zo'n plek in Europa zullen vinden. Als je ruimtehavens op zee bouwt, hoe lang duurt het dan om ze te bereiken, en zou het dan niet makkelijker zijn om de oude Concordes nieuw leven in te blazen?
Ook het aerodynamische uiterlijk van het apparaat, dat op dit moment traditioneel genoemd mag worden, is onduidelijk. Sinds de tijd dat de shuttles werden ontworpen, zijn er tientallen jaren verstreken en nu is het al duidelijk dat hun vorm niet de optimale oplossing was. Ondertussen staat SpaceLiner nu duidelijk dicht bij hen. De Duitsers kunnen herhalen история met de Me-262 jager. Een machine met de snelheid en motoren van een nieuw tijdperk en het aerodynamische ontwerp van het vorige. Tot dusver lijken de vooruitzichten voor de lancering van het SpaceLiner-project tegen 2050 nogal vaag.
Bronnen van informatie:
http://science.compulenta.ru/733409/
http://rnd.cnews.ru/tech/news/line/index_science.shtml?2012/12/17/512942
http://www.profile.ru/article/vitat-v-nebesakh-72360