Kaip kylantys viršgarsiniai keleiviniai lėktuvai gali pakeisti skrydžius virš Atlanto? Ką jau planuoja aviacijos pramonė

Viršgarsiniai keleiviniai lėktuvai po „Concorde“ pasitraukimo atrodė tapę istorijos dalimi, tačiau per pastarąjį dešimtmetį idėja vėl grįžta į aviacijos darbotvarkę. Keli startuoliai ir didžiosios bendrovės kuria naujos kartos orlaivius, kurie, kaip tikimasi, galėtų dramatiškai sutrumpinti skrydžių laiką virš vandenynų.

Kartu su pažadais skristi greičiau kyla ir klausimai: ar šie lėktuvai bus pakankamai tylūs, saugūs ir pakankamai draugiški klimatui, kad iš tikrųjų sulauktų leidimų komerciniams skrydžiams? Atsakymo paieškos jau dabar formuoja ateities aviacijos technologijas ir taisykles.

Kas iš tikrųjų yra viršgarsinis skrydis?

Skrydis vadinamas viršgarsiniu, kai lėktuvas juda greičiau už garso greitį, tai yra maždaug 1 235 kilometrus per valandą jūros lygyje. Tokiu greičiu prieš orlaivį susiformuoja smūgio bangos, kurios sukelia garsų sprogimą, vadinamą garso barjero pralaužimu.

Tradiciniai keleiviniai lėktuvai paprastai skrenda apie 800–900 kilometrų per valandą greičiu, todėl viršgarsinis skrydis teoriškai galėtų beveik perpus sutrumpinti skrydžio laiką tarp, pavyzdžiui, Londono ir Niujorko. Tačiau didesnis greitis reiškia ne tik laimėtą laiką, bet ir didesnę degalų sąnaudą, sudėtingesnę aerodinamiką ir didesnius konstrukcijos krūvius.

„Concorde“ pamokos ir kodėl jos svarbios

„Concorde“ skraidė nuo septintojo dešimtmečio pabaigos iki 2003 metų ir buvo aviacijos technologijų simbolis, bet kartu ir brangi, triukšminga nišinė paslauga. Bilietai kainavo daug kartų brangiau nei įprasti skrydžiai, o lėktuvas sunaudodavo didžiulius degalų kiekius.

Dėl garso bangos keliamo triukšmo viršgarsiniai skrydžiai daugelyje šalių buvo ribojami tik virš vandenynų, todėl realios maršrutų galimybės buvo gana siauros. Be to, po rimtos avarijos ir augančių eksploatacijos kaštų „Concorde“ programa galiausiai buvo nutraukta, palikdama daug techninių ir ekonominių pamokų būsimiems projektams.

Nauja viršgarsinių lėktuvų karta

Šiandien keli projektai siekia sugrąžinti viršgarsinius keleivinius skrydžius, bet jau su moderniomis medžiagomis, elektronika ir varikliais. Kuriami orlaiviai yra mažesni, dažnai skirti verslo ar aukščiausios klasės keleiviams, kad būtų galima išlaikyti mažesnį svorį ir geresnį efektyvumą.

Projektuotojai daug dėmesio skiria fiuzeliažo formai ir sparnų geometrijai, kad būtų sumažinta smūgio bangų galia ir triukšmas ant žemės. Kuriami skaitmeniniai aerodinaminiai modeliai, atliekami ilgi bandymai vėjo tuneliuose ir skaičiavimuose, siekiant rasti formą, kuri „išsklaidytų“ garso bangą į minkštesnį, labiau primenantį griausmą, o ne sprogimą garsą.

Triukšmas ir aplinkosauginiai iššūkiai

Viršgarsiniai lėktuvai gali būti ne tik triukšmingesni skrydžio metu, bet ir reikalauti galingesnių variklių, kurie tradiciškai sudegina daugiau degalų. Tai iš karto iškelia klausimą, kaip tokie orlaiviai derės su klimato kaitos mažinimo tikslais ir griežtėjančiomis išmetamųjų dujų normomis.

Dalis projektų žada naudoti tvaresnius aviacinio kuro mišinius arba biožaliavas, kurios pagal gyvavimo ciklą išmestų mažiau šiltnamio efektą sukeliančių dujų. Vis dėlto net ir tokiu atveju viršgarsiniai skrydžiai greičiausiai būtų mažiau efektyvūs vienam keleivio kilometrui nei lėtesni lėktuvai, todėl sprendimas, ar juos leisti plačiai naudoti, neišvengiamai bus politinis ir reguliacinis.

Kaip tikrinami nauji viršgarsiniai orlaiviai?

Naujos kartos viršgarsiniai lėktuvai turi praeiti visą sertifikavimo kelią, kuris yra dar griežtesnis nei įprastų orlaivių. Pradžioje atliekami skaitmeniniai skaičiavimai, struktūros ir aerodinamikos modeliavimas, vėliau pereinama prie prototipų bandymų ant žemės.

Tik po to, kai konstrukcija įrodo atsparumą apkrovoms, variklių sistemoms ir degalų tiekimui, pradedami bandomieji skrydžiai. Per juos matuojamas ne tik pats skrydžio saugumas, bet ir realus garso bangos poveikis, degalų sąnaudos bei faktinis triukšmo lygis aplink oro uostus.

Ar tai taps kasdienybe keleiviams?

Net jei pirmieji viršgarsiniai keleiviniai skrydžiai vėl prasidės, tikėtina, kad pradžioje tai bus ribota, prabangi paslauga. Dėl sudėtingos technikos, didelių kūrimo ir sertifikavimo kaštų bilietai veikiausiai kainuos žymiai brangiau nei įprastų skrydžių.

Tačiau ilguoju laikotarpiu technologijos dažnai pinga: gerėjant variklių efektyvumui, atsirandant naujoms medžiagoms ir didėjant gamybos mastui, gali atsirasti ir plačiau prieinamos viršgarsinių skrydžių versijos. Nuo šiandien priimamų sprendimų dėl triukšmo normų, taršos ribų ir skrydžių maršrutų priklausys, ar viršgarsinis skrydis liks nišinis produktas, ar taps dar viena aviacijos kasdienybės dalimi.

Šiuo metu daug kas dar vyksta projektavimo ir bandymų stadijoje, todėl artimiausiais metais dažnai girdėsime apie naujas pažangas ir kliūtis. Stebint šią raidą tampa aišku, kad viršgarsiniai lėktuvai yra ne tik greitesnio skrydžio pažadas, bet ir testas, kaip suderinti technologinę pažangą su triukšmo ir klimato tikslais.