На скорости 5 Маха, время полета из Нью-Йорка в Лондон составит 90 минут, а не семь часов. Стоимость сделки составляет примерно 1,5 миллиона долларов, и она будет посвящена изучению концепций дизайна для бизнес-джета - гиперзвукового транспортного самолета представительского класса, вмещающего от 9 до 20 пассажиров.
Разрабатываемый гиперзвуковой летательный аппарат сможет двигаться с постоянной скоростью, превышающей 5 Махов, или немного превышающую 3836 миль в час. На Земле нет пассажирских самолетов, которые могут летать с такой высокой скоростью, и даже предстоящая замена Boeing на существующий Air Force One, как ожидается, достигнет максимальной скорости всего около 650 миль в час. Проектируемый самолет должен будет иметь дальность полета 4000 морских миль (7410 км).
Hermeus заявила, что выиграла контракт после разработки, строительства и успешного испытания прототипа двигателя, способного разгонять самолет до заданной скорости. Используя коммерческие инвестиции для внедрения новых технологий в ВВС, Hermeus предполагает максимизировать окупаемость вложений Министерства обороны.
Контракт, предоставленный ВВС США, предназначен для оценки интерфейсов между высокоскоростными самолетами и существующей инфраструктурой связи, аэропорта и управления воздушным движением. Но кроме того необходимо решить тепловые проблемы и учитывать доплеровский сдвиг, поскольку самолет будет двигаться очень быстро.
Парк президентских воздушных судов США
VIP-авиаперевозки долгое время были одной из очевидных ролей для высокоскоростного самолета бизнес-класса, который позволил бы высокопоставленным должностным лицам путешествовать по миру быстрее и эффективнее, а также преодолевать большие расстояния в более короткие сроки.
Ценность именно гиперзвукового транспорта для руководителей сводится к возможности оперативного личного общения с правительственными чиновниками по всему миру.
Парк президентских и административных воздушных судов США в настоящее время включает в себя Boeing VC-25A, модифицированный 747-200B, который широко известен под позывным «Air Force One».Технически любой самолет, будь то VC-25A или меньший представительский транспорт, такой как Boeing C-40 Clipper на базе 737, упоминается как Air Force One, когда президент США летит на борту.
Hermeus
Hermeus - компания, названная в честь Гермеса, греческого бога транспорта, и страны США - была основана в 2018 году и в настоящее время разрабатывает двигатель для коммерческого пассажирского самолета со скоростью 5 Махов. Стартап заявляет, что успешно испытал прототип двигателя в аэродинамической трубе, имитирующей полет на M3.3 на высоте 65000 футов.
Hermeus - все еще относительно молодая компания, основанная лидерами из таких перспективных компаний, как SpaceX и Blue Origin. Чтобы обеспечить выполнение указанного контракта с ВВС, Hermeus всего за девять месяцев спроектировал и построил прототип двигателя с возможностями 5 Махов. Компания пытается повторно применить итеративный экспериментальный подход, отточенный космическими компаниями, такими как SpaceX, для быстрого прогресса в зарождающейся индустрии высокоскоростных самолетов.
Двигатель с широкими возможностями
В двигателях с комбинированным циклом сочетаются возможности традиционных реактивных турбин и ПВРД или ГПВРД, последние из которых могут надежно работать только на высоких скоростях. Обычно гиперзвуковые летательные аппараты с прямоточными или прямоточными воздушно-реактивными двигателями используют ракетные ускорители для достижения желаемой скорости на начальном этапе.
Используя разработанную технологию предварительного охлаждения, исследователи взяли стандартный газотурбинный двигатель и запустили его в условиях скорости полета быстрее, чем знаменитый SR-71. Кроме того, они расширили режим прямоточного воздушно-реактивного двигателя до 4-5 Маха, демонстрируя возможности гиперзвуковой воздушной силовой установки в полном диапазоне.
В принципе, двигатель с комбинированным циклом позволил бы самолету взлетать, как любой другой реактивный самолет, используя существующие взлетно-посадочные полосы, затем разгоняться до гиперзвуковой скорости во время средней части полета, а затем приземляться на другом конце, опять же без необходимости в каких-либо специализированных инфраструктур. Для более медленных участков полета он будет использовать свои стандартные реактивные двигатели, прежде чем перейти на систему ПВРД. Это та же концепция, что и преемник Lockheed SR-72 Blackbird, который в настоящее время находится в разработке. Возможность управлять гиперзвуковыми самолетами из существующих аэропортов будет иметь огромные преимущества для коммерческих авиакомпаний и чартерных служб. Конструкция, способная работать на более низких скоростях, также могла бы помочь развеять опасения по поводу проблем для населения на маршрутах полетов, которые исторически препятствовали развитию сверхзвуковых коммерческих авиаперевозок.
Двигательная установка ГПРД включает в себя специально разработанную турбину, которая обеспечивает высокоскоростной воздушный поток и является еще одним средством достижения гиперзвуковых скоростей, но эти двигатели не работают очень хорошо, пока они не достигнут высоких скоростей, необходимых для их поддержания. В результате ракеты и испытательные платформы, использующие ГПВРД, часто полагаются на ракетные двигатели, которые позволяют им работать достаточно быстро для работы ГПВРД. Hermeus, разработал метод прямоточного воздушно-реактивного двигателя, который позволит их самолетам взлетать и приземляться с нормальной скоростью и при этом поддерживать полет в условиях 4-5 Махов. Источник: Hermeus.
Прототип двигателя был построен с использованием стандартного турбореактивного двигателя, используемого на различных беспилотных летательных аппаратах и небольших личных самолетах. Hermeus отказывается назвать его номинальную тягу, но утверждает, что он способен работать на скорости около 533 узлов (988 км / ч) на максимальной высоте около 25 000 футов. Стандартный двигатель был модифицирован Hermeus для обеспечения гиперзвукового полета. Разработана технология предварительного охлаждения, которую они интегрировали в переднюю часть двигателя.
Этот подход, который получил название двигателя комбинированного цикла, позволит самолету взлетать и приземляться на дозвуковых скоростях, как и любой другой самолет, при этом позволяя ему достигать чрезвычайно высоких скоростей в течение всего полета. Разработка такого рода технологий может иметь далеко идущие последствия для всей авиационной промышленности, и в частности, в сфере военной авиации.
В настоящее время компания работает над версией двигателя, которая будет иметь примерно в 10 раз большую тягу, чем ее прототип. Стартап также разрабатывает беспилотный автономный демонстрационный самолет для испытания более мощного двигателя в полете. Он предполагает, что демонстрационный самолет впервые взлетит через два-три года. В середине-конце 2020 года Hermeus планирует завершить кампанию наземных разработок полномасштабного двигателя.
Оборонный контракт был заключен после того, как Hermeus успешно испытал прототип двигателя для самолета со скоростью 5 Маха в феврале 2020 года. В двигателе используется турбинная силовая установка с комбинированным циклом, которая может взлетать и приземляться как обычный самолет, но затем переключаться в режим ПВРД на средней части полета для достижения гиперзвуковой скорости.
И не только для президента
Гиперзвуковой самолет, который может перевозить пассажиров, может иметь ряд применений для военных США, от разведки до тактических операций. Он может уклоняться от большинства средств ПВО так же, как когда-то это делал SR-71 - опережая их. На сегодняшний день не существует платформ противовоздушной обороны, которые могли бы надежно сбить гиперзвуковой самолет, что делает такую платформу чрезвычайно ценной не только для Белого дома, но и для военных в целом.
Двигатель с комбинированным циклом сможет позволить версии конструкции Hermeus, сконфигурированной для дозаправки в воздухе, соединиться с существующими танкерами, что еще больше расширит его возможности для любых задач, с которыми он может быть связан.
Конечно, скорее всего, пройдет больше десяти лет, прежде чем мы увидим, как гиперзвуковой самолет Hermeus поднимется в небо, и к тому времени системы ПВО, вероятно, станут достаточно зрелыми, чтобы сделать высокоскоростные самолеты такого типа не столь непобедимыми. Тем не менее последствия гиперзвуковых пассажирских полетов могут быть далеко идущими и значительными для военных и не только.
Конечно, ВВС только начинают работать с Hermeus, и неясно, когда это сотрудничество может привести к созданию реального самолета любого типа, если это вообще произойдет. Контракт на сумму менее 2 миллионов долларов - это очень мало, когда речь идет о перспективных разработках самолетов. Тем не менее, служба ясно дала понять, что она надеется, по крайней мере, использовать технологию, над которой работает компания, для будущих высокоскоростных проектов, в том числе для VIP-транспорта.
