Houston Hypersonic Transport lubab reisijatele lende LA-st Tokyosse tunni pärast

Kui olete juba piisavalt kaua tegutsenud, võite meeles pidada prillide jaemüüjat LensCrafters meeldejääv reklaamlause: "Prillid umbes tunni pärast!" Houstonis asuv startup, Venus Aerospace lubab, et see transpordib teid alates 2030. aastast kosmoselennukiga Los Angelesest Tokyosse sama aja jooksul. See on lubadus, mida on raske näha.

Ettevõte ei ole avaldanud pilte oma 12 reisijaga lennuki kujundusest. Teisest küljest andis ta äsja välja väljaande, mis tutvustab 20 miljoni dollari suurust A-seeria rahastamist, mille ta on kogunud koos Prime Movers Lab, Wyomingi riskikapitaliettevõte, mis kirjeldab end kui investeerimist läbimurdelistesse idufirmadesse.

Venus Aerospace on nüüdseks kogunud kokku 33 miljonit dollarit. Oma eksisteerimise aasta jooksul on idufirma kasvanud 40 töötajani ja tegutseb Houstoni kosmosesadama (Ellingtoni lennujaam) angaaris. The vabastama väidab julgelt, et "Venus Aerospace ehitab süsinikdioksiidivaba kosmoselennukit, mis võimaldab ühetunnist ülemaailmset reisimist."

Veenuse hüperhelitransport ei ole aga süsinikuheitevaba. Samuti ei saa see olema kosmoselennuk. Veenus ühineb tärkavate hüperhelitranspordilootustega, sealhulgas Atlantas Hermeus ja äsja väljakuulutatud Pekingis asuv Kosmosetransport, Mis ütleb see lennutab reisijaid Shanghist New Yorki vaid kahe tunniga.

Kõik kolm väidavad, et lendavad 5. aastaks täismahus lennukitega Mach 2030 pluss (kus algab hüperhelikiirus). Kõik kolm võtavad omaks idee viia maailm kokku kiirtranspordi kaudu, nagu ka suhteliselt tormakas ülehelikiirusega pürgija. buum.

Veenus on visanud ümber lööklause "Home By Dinner", et kirjeldada teoreetilist LA–Tokyo reisi äripäeva jooksul, mille teeb nutikas juht, kes on pühendunud perega õhtusöögile. Hermeus esitab vapralt väljakutse "Race You There".

Visioon ja hüpe sarnanevad madalal, kuid metafooriliselt kõrgel lendava Urban Air Mobility stseeniga ja selle veel realiseerimata (kuid alati nurga taga) turuga.

Mis sihtkohta Venus Aerospace ja selle potentsiaalsed konkurendid reaalselt suunduvad, on väärt küsimus.

Hüfooniline hübriid

Veenuse pakutud lennukit võiks võrrelda hübriidautoga. Nagu sellistes sõidukites levinud paralleelpõlemismootor ja elektrilised jõuülekanded, tugineb ka ettevõtte hüpersonic disain kahele tõukejõusüsteemile - tavalisele reaktiivmootorile ja raketile.

See on strateegia, mis erineb märkimisväärselt Hermeuse õhku hingavast turbiinipõhisest kombineeritud tsükli tõukejõust (TBCC) mootori lähenemine või mis näib olevat Space Transportationi tahke raketivõimendi ja vedelkütusega põhirakett.

Ettevõtte kaasasutajate ja abikaasade Sarah ja Andrew Duggleby sõnul on Veenuse teoreetiline töökontseptsioon see, mis valiku teeb. Mõlemad on kosmoseveteranid, kes on teeninud Virgin Orbitil ja Virgin Galacticul. Mõlemal on inseneritaust (Andrew on Virginia Techi ja Texas A&M endine masinaehituse professor ja mereväe reservinseneri ametnik), kusjuures Sarah (või Sassie, nagu teda tuntakse) töötab tegevjuhina ja Andrew tehnikadirektorina.

Lennuk, mille Venus ütleb, et ta ehitab, on mõeldud suures osas ühendamiseks olemasoleva õhutranspordi infrastruktuuriga. Nad ütlevad, et see suudab LAX-i tavapäraselt lennurajalt õhku tõusta ja oma reaktiivmootori abil ronida tavapärasele tavakõrgusele (35,000 XNUMX jalga või umbes). Seejärel suletakse joa ja selle sisse-/väljalaskeava suletakse. Juhtub vedelkütusel töötav rakettmootor.

Rakett kiirendab lennukit kiiruseni 9 Machi (umbes 6,850 miili tunnis) umbes 0.5 g kiirendusega (Andrew sõnul veidi rohkem kui lennukil õhkutõusmisel), kui see tõuseb 170,000 10 jala kõrgusele. Lennukil kulub 9 Machini jõudmiseks umbes XNUMX minutit, mis kestab veel viis minutit.

Seejärel rakett kustub ja lennukist saab hüperhelipurilennuk, mis laskub ilma jõuta sihtpunkti poole 45 minutit, aeglustades kiirust umbes 0.1 g. Pärast 35,000 XNUMX jala lähedale jõudmist taaskäivitatakse reaktiivmootor ja lennuk ühineb tavaliste lennukitega lennujuhtimisjärjekorras, et saada vektorid, mis maanduvad Naritas (Tokyo).

See kõlab tulevikus potentsiaalselt teostatav, kuid üksikasjade ja äriplaani ebatäpsus on silmatorkav.

Võimatu raskeks

Andrew Duggleby ütleb, et Venus Aerospace'i lühikeses ajaloos: "Oleme jõudnud võimatust raskeni, kuid veel on jäänud palju raskeid asju."

Venuse meeskond ütleb, et nad on teinud kolm olulist edusamme, mis on viinud projekti võimatust välja. Esimene neist on patenteeritud pöörlev detonatsioonirakettmootor (RDRE). Teine on lennuki kuju. Kolmas on aktiivne jahutussüsteem.

Lihtsamalt öeldes an RDRE pigem plahvatab kui põletab oma vedelat raketikütust. Sees olev rõngakujuline (rõngakujuline) reaktor käivitab keemilised reaktsioonid, mis suruvad kontsentrilised ülehelikiirusega gaasi impulsid väljalaskeotsikust välja, tekitades tõukejõu.

RDRE-d toodavad vähema kütusega rohkem tõukejõudu kui tavalised raketid, põletades kütust kõrgematel temperatuuridel paremini. Need võivad pakkuda soojusülekannet ja muid eeliseid, sealhulgas kaalu ja kompaktsust. Andrew ütleb, et Venuse välja töötatud ja väikeses mahus laboris testitud mootor on 15% kütusesäästlikum kui võrreldavad raketid, vabastades reisijate jaoks lennuki massi ja praktilisi asju, nagu survestatud kabiin ja telik.

Veenuse seni kogutud rahastamine on võimaldanud tal jõuda punkti, kus: "Oleme tõestanud, et meil on viis oma detonatsioonimootori saavutamiseks ja et on võimalusi selle jahedamaks hoidmiseks," väidab Duggleby.

Ta on lõdvalt võrrelnud kütust, mida tema mootor kasutab, seguga, mida kasutab kosmosesüstik, mille peamasin põles vedel vesinik ja vedel hapnik. Kuid erinevalt hüperhelikiirusega kaubalennukite arendajast Koidu lennundus, mis on paljastanud, et selle rakettmootor kasutab kõrge testimisvõimega peroksiidi (HTP) ja petrooleumi vedelat segu, Venus ei jaga oma vedelkütuse koostist, väites, et see on „võtme osa mootori jahtumisel. .”

Ettevõte vaikib ka oma lennukikere disainist, mis peab lendama ja hästi manööverdama nii aeglasel allahelikiirusel kui ka hüperhelikiirusel. Duggleby lubab, et see on "lainetaja", mis on kujundatud nii, et see tekitab ühe lööklaine ja hoiab tõstevõime suurendamiseks kinni kõrgsurveõhu tasku sõiduki kõhu all.

NASA Boeing X-51 on kasulik laineri näide, kuid kõik, millega Venus välja tuleb (see peab veel viiest kandidaadikujust kitsenema), näeb tõenäoliselt erinev välja. Alustuseks on sellel reisijate aknad ja tavaline saba. Kas sellel on pilootide jaoks kabiini eesmised aknad, pole veel kindlaks tehtud.

Andrew Duggleby ütleb, et Venus "loodetavasti avalikustab" varsti lennukikere, kuid ei aruta ajakava. Arizona ülikoolis on tehtud alamskaala mudelite katseid 5 Machi tuuletunnel, kus Veenus on "sel kiirusel" isegi kinnitanud.

Nagu ka teiste hüpersooniliste kontseptsioonide puhul, võib 9 Machiga liikumine tekitada palju soojust. Duggleby sõnul on selle tegemine 170,000 3 jala kõrgusel eelis, kuna sealne õhuke atmosfäär pakub vähem soojushõõrdumist kui madalamatel kõrgustel. Kuumus mõjutab eelkõige lennuki nina – probleemi Veenuse sõnul ületab see uudse sisemise jahutusskeemiga XNUMXD-prinditud ninaga. Duggleby kirjeldab seda kui "soojustoru esiservas, mis tegelikult levitab soojust välja". Tiibade esiservad võivad sisaldada sarnast süsteemi.

Ülejäänud lennukis ei kasutata tema sõnul soojuse hajutamiseks eksootilisi materjale. See kasutab kulude vähendamiseks standardset kosmosematerjali, kuigi Duggleby ei täpsusta, mida.

Vaatamata avaliku teabe puudumisele oma kolme tehnoloogia võtme kohta, naudib Venus Aerospace oma riskikapitali toetajate usaldust. Sassie Duggleby iseloomustab Prime Movers Labi kokku pandud investorite rühma kui "kannatlikku kapitali".

Prime Movers Labi tehniline partner Liz Stein ütleb, et idufirmal on „riistvararikas programm”, viidates oma kontseptsiooni tõestava mootori edukale kuumtöötlemisele, tuuletunneli alammudeli testimisele ja koostööle Georgia Techiga tipptasemel jahutusdisaini väljatöötamisel.

Stein lisas, et Prime Movers on toetanud Venust NASA hüpersoonika personali tutvustamisega ning jaganud analüüsitööriistu ja uurimistöid. Ta osutas ka NASA-Deloitte ja NASA-SAIC turu-uuringud, mis kirjeldavad nõudlust hüperhelikiirusega õhutranspordi järele, mille kohta Stein väidab, et "turunõudluse signaal on olemas selleks, et kiired lennusüsteemid töötaksid kasumlikult ilma valitsuse abita."

Kõik ei ole sellega nõus ja paljud viitavad Concorde'i näitele, mis nõudis mitme valitsuse toetust ja mis kunagi ei murdunud.

"Vihkajad osutavad alati Concorde'ile, et välistada kiire lennu äriline elujõulisus, mõistmata, miks Concorde ebaõnnestus," ütleb Stein.

Ta väidab, et see oli seotud tohutu esialgse kapitali (18.8 miljardit dollarit) ja korduvate tegevuskuludega. Viimaste hulgas oli peamine kütus, mida ahmis Concorde'i mootor Olympus 593, mille järelpõletid kasutasid õhkutõusmisel nii palju mahla, et "üle poole Concorde'i stardimassist oli kütus".

See omakorda nõudis umbes 100 reisijat mahutava ülehelikiirusega lennuki jaoks talumatuid piletihindu istekoha kohta. See tähendab, et Veenuse hüperhelitranspordil sellist probleemi ei teki. Kuna aga me ei tea, millist raketikütuse segu see kasutab ja vedela raketikütuse kulud on väga erinevad, on kulude hindamine raske või võimatu.

Venuse kavandatav lennuk veab vähem reisijaid ja on tõenäoliselt väiksem kui Concorde. Oma hübriidajamiga võib see tarbida vähem netoenergiat, kuid selle kütusekulu (ja üldine tegevuskulu) jaotub igal lennul vaid 12 istekoha peale. Kütusearve arvutamine lennukile, mida pole isegi eksperimentaalselt teostatud, tundub kõige kannatlikuma investori jaoks riskantne tegevus. See ei pruugi aga oluline olla.

Mitu aruanded Veenus Aerospace viitab sellele, et järgmise kahe aasta jooksul on tulu teenimine õigel teel. Eeldatavasti teeks ta seda oma intellektuaalomandit kaitseministeeriumiga jagades. Nagu AFWERX' $ 60 miljonit investeeringuid Hermeuse saadetes on õhujõud ja kaitseminister üldiselt vahus rakettide, korduvkasutatavate droonide, satelliitide ja lennukite hüperhelitehnoloogia edendamise ning erasektori kasvu ergutamise üle.

DoD-i entusiasm ei ole hüperhelikiirusega kommertsvedude jaoks. Pigem otsib see lühikese aja jooksul realistlikult saavutatavaid väiksemaid sõidukeid. Kaitse- ja valitsuse teadus- ja tehnoloogiaasutuse kõrge ametnik ütles mulle: "Kui kaitseminister tunneb muret hüperhelikiiruse pärast, võivad nad keskenduda lüüasaamisele [st hüperhelirelvade vastu võitlemisele]. Neil võib tekkida vajadus katsetada lüüasaamist [süsteeme] ja droon võib seda võimaldada.

Nagu Hermeus, plaanib Venus Aerospace kõigepealt drooni välja töötada, et oma tehnoloogiat tõestada. See, kas kumbki ettevõte lõpuks hüperhelitranspordini jõuab, ei ole nende ärijuhtumite ega nende investorite jaoks vaieldamatult keskne.

Kosmoselennuk või büst

Arvatakse, et Boom, mis on Veenusest kaugemal, vajab oma ülehelikiirusel liikumise realiseerimiseks tublisti üle miljardi dollari.

Kui Sassie Dugglebylt küsiti pärast pikka pausi Veenuse kogukulude kohta, vastab ta nende hinnangule "miljardi dollari vahemikku". Ta ühendab selle hoiatusega, et Venusel on „võimalused drooniga varajases staadiumis tulu teenida. See ei ole kosmoselennuk või rindkere.

Ta ütleb, et valitsuse rahastamise kasutamine selle riski vähendamiseks on üks meie peamisi asju. "Me ei usu, et vajame tervet miljardit dollarit riskikapitali rahastamist enne, kui me sinna jõuame."

Venus ütleb, et tal on juba valitsuse rahastus, mis aitab tal sinna jõuda. See võib tuleneda AFWERX Small Business Technology Transfer (STTR, Phase I-II) lepingust, kuigi ma ei saanud seda kinnitada. Kui jah, siis on see tõenäoliselt toonud Veenusele umbes 800,000 XNUMX dollarit.

Paar ütleb, et nad on pärast aastaid tegutsenud ettevõtetes innukalt omaks võtnud idufirmade tee. Sellega seoses ütleb Sassie: "Kas me õpime asju ja arvame, et peame pöörduma? Muidugi, aga see on idufirmade maailma rõõm. See on uuenduste rõõm.”

See näib olevat segatud sõnumite saatmine, funktsioon, mis sisaldub ka Venus Aerospace'i väidetes ehitada süsinikuvaba kosmoselennuk ja lennata 2030. aastaks. Need, kes on tähelepanelikud, mõistavad, et üldiselt lepitakse kokku, et kosmos algab 62 miili (330,000 XNUMX) kõrguselt Maast. . Sassie Duggleby tunnistab, et Veenuse mõtteline sõiduk jõuab kosmosesse vaid umbes poolele teele – või Machile, mida ta vajab Maa gravitatsiooni eest põgenemiseks. Miks seda siis kosmoselennukiks nimetada?

"Me nimetame seda kosmoselennukiks, sest see jõuab enamasti sinna," pakub Andrew Duggleby. "Me ei ole õhku hingav sõiduk. Me ei ole lihtsalt kiire reaktiivlennuk. Seega on parem nimetada seda kosmoselennukiks.

Kui juhin tähelepanu sellele, et tasulised reisijad võivad eeldada, et nad lähevad kosmosesse kosmoselennukiga, vastab Sassie: "Kui te ütlete kosmoselennukit, kipuvad inimesed aru saama, et see pole lihtsalt tavaline reaktiivlennuk."

Samuti võivad nad aru saada, et Veenuse reaktiivlennuk ja rakett ei ole tõenäoliselt süsinikuheitevabad (rääkimata sellise transpordi ehitamise sisenditest). Madala süsinikusisaldusega biokütused ja sünteetilised lennukikütused on silmapiiril, kuid küsimus on selles, kas need on 2030. aastaks laialdaselt kättesaadavad (või on nende hind konkurentsivõimeline).

Mis puutub raketti, siis Space Shuttle eraldas põletatud vedelkütusest peamiselt veeauru. Eeldatavasti ei tööta Venuse lennukid sama kraami peal. Ja teadlased ütlevad, et meil pole väga häid andmeid selle kohta, mille kohta paiskavad välja vedelkütusel töötavad raketid, eriti ülemistes atmosfäärikihtides. Ükskõik, millist raketikütust hüperhelikiirusega lennuki Venus Aerospace põletab, vajab see ka lennujaamades või kosmosesadamates erilist käsitsemist.

Andrew Duggleby ütleb, et see pole suur väljakutse, kuigi kütuse- ja turvaeksperdid võivad eriarvamusele jääda. Võib meeles pidada, et Airbusi hiiglaslik A380 on paljudes lennujaamades välja jäetud selliste igapäevaste kaalutluste tõttu, nagu vajadus tugevdatud kaldtee/lennuraja materjali ja erinevate õhusildade järele reisijate lennukisse/lennuki mahalaadimiseks.

Samuti tuleks arvata, et Venuse hüperhelilennuk vajab 10,000 15 jala pikkust maandumisrada (Andrew ütleb, et neil on XNUMX kandidaatmarsruuti/sihtkohta) ja tõenäoliselt suur lõpplähenemiskiirus, mis mõjutab lennuliiklust. Suuri konarusi Dugglebyd seal teel ei näe.

Üllatuslikult väidavad nad, et Venus integreeritakse vertikaalselt, sealhulgas ehitatakse oma raketimootorid. Tavalised kahtlusalused United Launch Alliance'ist Northrop-Grummanini SpaceX-i ei kuulu nende plaani, mis ilmselt näeb ette mootoreid, mis toodetakse ettevõtte Houstoni kosmoseväljaku rajatistes.

Osal Venuse 40-liikmelisest personalist on raketiehituse kogemus, väidavad selle peaohvitserid. Ma ei küsinud, kas see kogemus keskendub rohkem droonile/alamsõidukile kui täismahus sõidukile. Milliseid mahtusid vaja läheb, on teine ​​küsimus, mis jäi vastuseta. See on äriettepaneku keskmes.

Venus ei ole oma lennukite maksumuse kohta avalikke prognoose teinud. Samuti pole teada, kui palju piletid maksta võivad. Sassie ütleb, et ettevõttel on sisekulude mudelid. “Tahaksime hoida selle esimese klassi piletihinna lähedal. Tegureid on palju ja me oleme alles algusjärgus, kuidas see tegelikult välja näeb.

Need tegurid hõlmavad lendude sagedust. Andrew Duggelby väidab, et Venuse jahutusmetoodika ja lennukikere disain võimaldavad lennuki kahetunnise ümberpööramise võimalikuks. Veenus sihib neli lendu päevas. Erinevalt kosmosesüstiku peamistest rakettidest, mis tuli pärast iga lendu maha lõhkuda, sooritavad Venuse lennukite RDRE-d enne vajalikku mootorikontrolli ja 100 lendu enne ümberehituse taseme kontrollimist. "Jah, see on pikk tellimus," tunnistab Andrew, "kuid meie esialgne disain näitab teostatavust.

Teostatavus on olnud küsimus seni, kuni British Aerospace'i 1980. aastate algusest on tehtud tõsiseid hüperhelilendude jõupingutusi. HOTOL korduvkasutatav tavapärane õhkutõusmis-/maandumissõiduk NASA Reagani inspireeritud 1980. aastate lõpus Orient Express hüpersonic lennuki projekt.

Venus Aerospace'i tegevjuht nimetas seda ettevõtmist mitu korda "varajase faasi tehnoloogiaettevõtteks", mida see kahtlemata on. Selle osad võivad tegelikult olla rohkem väärt kui tervik. Sellepärast on uudishimulik, et Venus või teised potentsiaalsed hüperhelitranspordi ehitajad kuulutavad avalikult 2030. aasta „lennu” eesmärgi.

Põhjus, ütleb AeroDynamic Advisory Richard Aboulafia, taandub investeerimisdollaritele. „HOTOL, Orient Express ja teised olid viie kuni kümne aasta kaugusel” 10. aastatel. Tänapäeval on hüpersonic [transport] viie kuni kümne aasta kaugusel. Milline üllatus."

"Urban Air Mobility on meelitanud miljardeid dollareid. Jah, suur osa sellest on naeruväärselt liialdatud, kuid [UAM-i ettevõtete] eesmärk on raha koguda. See on üks töö."

Kas Venus Aerospace võiks meelitada ligi miljard dollarit, mida ta väidetavalt vajab hüperhelikiirusega transpordivahendi ehitamiseks? "Vaadake investeeringuid, mille UAM eelmisel aastal meelitas," ütleb Aboulafia. "Nali on meie peal. Mis puudutab miljardit, siis spoileri hoiatus – sellest ei piisa.

Dugglebyd laiendavad metafoori "Home By Dinner" Venus Aerospace'i keskendumisele töö- ja eraelu tasakaalule, mis puudub enamikul kosmosetööstuse ettevõtetest. Pole selge, kuidas see sobib täismahus lendava hüperhelilennuki projekteerimise, katsetamise ja ehitamisega aastaks 2030. Nad väidavad, et usin vältimine asjadest, mis projekti ajakava edasi lükkavad – valesti suunatud töö, ümbertöötamine, liigne keerukus – aitab.

Andrew ütleb veelgi, et 2030. aasta eesmärk on tõesti "mitte varem kui" ajakava. Sassie ütleb, et selle poole tasub püüelda, et võib-olla kulub veel viis aastat, et "toote juurde jõuda nii kiiresti kui võimalik".

"Me ei tee oma ettevõtte missiooni osas järeleandmisi," kinnitab ta. Hüperhelitransport on "absoluutselt põhjus, miks otsustasime kaks aastat tagasi ettevõtte asutada. Turuvõimalus on uskumatu.

Kui LensCrafters 1980. aastate alguses käima läks, sidus see oma tunnuslause äriliselt ja tehnoloogiliselt saavutatava eesmärgiga. 2022. aasta seisuga tundub, et oleks vaja spetsiaalseid prille, et näha, kas Venus Aerospace on sama teinud.