Kompanija DžetZiro, sa sedištem u Kaliforniji, postavila je ambiciozan cilj da avion sa kombinovanim dizajnom krila bude u upotrebi već 2030. godine.
Osnovni dizajn komercijalnih aviona nije se mnogo promenio u poslednjih 60 godina. Moderni avioni poput Boinga 787 i Erbasa A350 imaju isti opšti oblik kao Boing 707 i Daglas DC-8, koji su napravljeni kasnih 1950-ih. To je zato što komercijalna avijacija daje prednost bezbednosti, favorizujući isprobana i testirana rešenja, i zato što drugi razvoji - na primer, u materijalima i motorima - znače da je tradicionalni dizajn i dalje relevantan.
Međutim, kako industrija očajnički traži načine da smanji emisije ugljenika, suočava se sa nešto težim izazovom od drugih sektora upravo zato što se pokazalo da je od njenih osnovnih tehnologija tako teško odstupiti. Ipak, možda je došlo vreme da se isproba nešto novo.
Jedan predlog je potpuno novi oblik aviona, koji izgleda slično dizajnu "letećeg krila" koji koriste vojni avioni kao što je legendarni B-2 bombarder, ali kombinovani dizajn krila ima više zapremine u srednjem delu. I Boing i Erbas se bave idejom, kao i DžetZiro sa sedištem u Kaliforniji, koji je postavio ambiciozan cilj da avion sa kombinovanim dizajnom krila bude u upotrebi već 2030. godine.
"Veoma čvrsto mislimo o nultoj emisiji u velikim mlaznjacima, a avion sa krilima integrisanim sa trupom može da isporuči 50% manje sagorevanja goriva i emisija", kaže Tom O'Liri, suosnivač i izvršni direktor DžetZiro. "To je zapanjujući korak napred u poređenju sa onim na šta je industrija navikla."
Pod pritiskom
Ovaj koncept je daleko od novog, a najraniji pokušaji izgradnje aviona sa ovim dizajnom datiraju iz kasnih 1920-ih u Nemačkoj. Američki konstruktor aviona i industrijalac Džek Nortrop kreirao je dizajn na mlazni pogon 1947. godine, koji je inspirisao B-2 1990-ih.
Kombinovani dizajn krila omogućava celom avionu da generiše podizanje, minimizirajući otpor. NASA kaže da ovaj oblik "pomaže u povećanju uštede goriva i stvara veće površine za teret (tovar ili putnike) u središnjem delu tela aviona". Agencija ga je testirala kroz jedan od svojih eksperimentalnih aviona, X-48.
Tokom više od 120 probnih letova između 2007. i 2012. godine, dva X-48 bez posade, koja je daljinski upravljano, pokazala su održivost koncepta. "Avion ovog tipa imao bi raspon krila nešto veći od Boinga 747 i mogao bi da leti sa postojećih aerodromskih terminala", kaže agencija, dodajući da bi avion takođe "bio lakši, generisao bi manje buke i emisija štetnih gasova i upravljanje njim bi koštalo manje nego jednako napredan konvencionalni transportni avion".
Erbas je 2020. godine napravio mali demonstrator, dužine oko 1,8 metara, što je predstavljalo korak pre izgradnje aviona u punoj veličini u budućnosti. Ali ako je oblik tako efikasan, zašto se još nije prešlo na izgradnju aviona na osnovu demonstratora?
Prema O'Liriju, postoji jedan glavni tehnički izazov koji koči proizvođače. "To je pritisak necilindričnog trupa", kaže on, ukazujući na činjenicu da je avion u obliku cevi bolje sposoban da se nosi sa stalnim ciklusima širenja i kontrakcije koji dolaze sa svakim letom.
Radikalno novi oblik bi učinio da unutrašnjost aviona izgleda i da se u njemu se putici osećaju potpuno drugačije od današnjih širokotrupnih aviona. "To je samo mnogo, mnogo širi trup", kaže O'Liri. "Vaš tipičan avion sa jednim prolazom ima tri sa tri sedišta, ali ovo je neka vrsta kraće, šire cevi. Dobijate istu količinu ljudi, ali možete imati 15 ili 20 redova širom kabine, u zavisnosti od toga kako će to konfigurisati svaka avio-kompanija. Ovo im samo daje potpuno novu paletu sa kojom će je postaviti. Mislim da će biti neverovatno videti kakva će biti njihova interpretacija ovog mnogo šireg prostora."
Revolucionarni potencijal
O'Liri kaže da bi najbliži ekvivalent u smislu veličine bio Boing 767 - širokotrupni dvomotorni avion predstavljen 1980-ih i koji je obično prevozio oko 210 putnika. I dalje se proizvodi kao teretni avion, ali ga je zamenio Boing 787 kao putnički avion. Takođe ima modernu vojnu varijantu, KC-46, koju američko vazduhoplovstvo koristi za punjenje gorivom iz vazduha.
Slično tome, DžetZiro želi da istovremeno razvije tri varijante: putnički avion, teretni avion i tanker za gorivo. Kombinovani oblik tela krila se tako dobro uklapa u ovo poslednje da su američke vazduhoplovne snage upravo dodelile DžetZiro-u 235 miliona dolara za razvoj demonstratora u punoj veličini i validaciju performansi koncepta kombinovanog oblika tela krila. Prvi let se očekuje do 2027. godine, što znači da bi vojna verzija aviona trebalo da prednjači i možda podrži razvoj komercijalnih modela.
Međutim, izgradnja potpuno novog aviona od nule je ogroman zadatak, a ciljevi DžetZiro-a zvuče ambiciozno, s obzirom da ceo proces sertifikacije čak i za varijantu postojećeg aviona može potrajati godinama. Jedna prednost koju DžetZiro ima u ovoj oblasti je ta što će avion u početku pozajmiti motore od današnjih uskotrupnih aviona, kao što je Boing 737 - iako je plan da se na kraju pređe na pogon bez emisija koji pokreće vodonik, što bi zahtevalo nove motore koji još nisu razvijeni.
DžetZiro još nema porudžbine za svoj avion, ali O'Liri kaže da su avio kompanije zainteresovane. "Već razgovaramo sa svim glavnim avio-kompanijama na globalnom nivou, jer su uzbuđene što čuju o povećanju efikasnosti."
Ostaje da se vidi da li je smanjenje potrošnje goriva za 50% zaista moguće. I NASA i Erbas su naveli skromnijih 20% za svoje dizajne, dok američko vazduhoplovstvo kaže da bi avion sa kombinovanim dizajnom krila mogao "poboljšati aerodinamičku efikasnost za najmanje 30% u odnosu na trenutne avione tankere vazduhoplovnih snaga".
"Važno je napomenuti da dok telo sa kombinovanim dizajnom krila može da smanji otpor i poveća efikasnost goriva, stvarne prednosti zavise od specifičnog dizajna, konfiguracije i uslova rada", kaže Bejli Majls, analitičar za vazduhoplovstvo u konsultantskoj firmi AviationValues.
"Obimna aerodinamička ispitivanja i optimizacija su od suštinskog značaja da bi se u potpunosti realizovao potencijal smanjenja otpora ovog inovativnog dizajna aviona. Bilo bi teško odrediti određeni procenat smanjenja goriva bez neophodnih testova", dodaje on.
Prema Majlsu, kombinovani dizajn krila je "revolucionarna" ideja koja ima potencijal, ali dolazi sa brojnim preprekama, posebno povećanom aerodinamičkom složenošću koja može da oteža dizajn i testiranje, nizom regulatornih i sertifikacionih izazova, i oblikom koji možda nije pogodan za postojeću aerodromsku infrastrukturu.
"Avion sa kombinovanim dizajnom krila obećava veliku promenu u vazduhoplovnoj industriji, nudeći potencijal za poboljšanu efikasnost goriva, povećan kapacitet nosivosti i inovativne sisteme upravljanja. Međutim, rešavanje aerodinamičkih složenosti, osiguranje strukturalnog integriteta, regulatorne prepreke i prilagođavanje aerodromske infrastrukture su ogromni izazovi koji moraju biti prevaziđeni da bi to postalo stvarnost", kaže on, dodajući da ovi izazovi, između ostalog, čine cilj DžetZiro-a do 2030. "nezamislivim".
Prema Ričardu Abulafiji, analitičaru za vazduhoplovstvo u konsultantskoj firmi Aerodynamic Advisory, iako se sve tvrdnje DžetZero-a ne mogu proveriti, "ideja o kombinovanom dizajnu krila je prilično privlačna već godinama, i zvuči kao da su uradili neka veoma zanimljiva istraživanja. Moje kolege i ja to smatramo prilično obećavajućim."
(EURACTIV.rs)