Samolot przyszłości

Czy w roku 2030 polecimy na urlop z prędkością naddźwiękową, czy też szybując? Konkurs rozpisany przez NASA ma dać odpowiedź na pytanie, jak będzie wyglądała maszyna jutra.

W swojej fantazji człowiek zawsze chętnie zapełniał niebo bajkowymi metalowymi tworami. Czasem były one okrągłe, innym razem trójkątne albo płaskie jak flądra. Niektóre miały nawet transportować podróżnych z prędkością 6 tysięcy kilometrów na godzinę, na przykład na zakupy do Sydney.

Praktycznie żaden z owych produktów wyobraźni nie uniósł się w powietrze. Od 50 lat samolot pasażerski wygląda, co zaskakujące, wciąż tak samo: skrzydła z silnikami, wąski kadłub, usterzenie z tyłu. Nadal mamy też ostrzegawcze napisy “Palenie wzbronione”, choć od lat żadne ze światowych towarzystw lotniczych na nie nie zezwala.

Teraz jednak Ajay Misra zamierza w lotnictwie cywilnym wynaleźć na nowo koło. – Potrzebujemy rewolucji. Małe innowacyjne kroki z przeszłości już nie wystarczają – mówi ów inżynier. Swoim ambitnym programem amerykańska agencja kosmiczna NASA (gdzie pierwsze „A” oznacza aeronautics, czyli lotnictwo) stara się wesprzeć budowę samolotu przyszłości.

Misra, kierujący w NASA programem Fundamental Aeronautics, przekazał niedawno po dwa miliony dolarów na sześć przedsięwzięć studyjnych instytutów badawczych i firm produkujących samoloty. Pieniądze te mają pomóc w skonstruowaniu prototypów o przyszłościowych parametrach i wizjonerskiej technice. Mają też umożliwić wgląd w czasy, kiedy będzie się latać dwa razy więcej niż dziś. Przy obecnym kryzysie trudno w to uwierzyć, ale według prognoz w roku 2030 naprawdę tak się stanie.

Wtedy – wskazuje Misra – w porównaniu z dzisiejszym Boeingiem 737 samoloty będą musiały zmniejszyć emisję tlenków azotu o około 80 procent, zużywać o 70 procent mniej paliwa, a powodowany przez nie hałas ma być poza granicami lotniska praktycznie niesłyszalny. To śmiałe cele, jednak Misra zaznacza: – Jeśli ich nie osiągniemy, lotnictwo udławi się własnym sukcesem.

Ciszej, dalej i oszczędniej – oto kryteria NASA. Eksperci nie są jednak zgodni w kwestii, czy samolot przyszłości ma latać szybciej, czy też wolniej. Z jednej strony ograniczone rezerwy ropy mogą zmusić do redukowania prędkości. Z drugiej zaś wciąż utrzymuje się wiara w renesans lotów naddźwiękowych – bez zwracania uwagi na fiasko Concorde.

Postępy z przeszłości są dla NASA zbyt małe. Zużycie paliwa spadało dotąd w tempie półtora procent rocznie – NASA żąda czterech procent. Przeszkadza również fakt, że innowacje bywają ze sobą sprzeczne. Na przykład paliwo da się oszczędzać dzięki nowego rodzaju silnikom turbośmigłowym, zwanym propfans. Są one jednak wyraźnie głośniejsze. – Dlatego musimy je zasadniczo przerobić – mówi Misra. Możliwe rozwiązanie stara się znaleźć Massachusetts Institute of Technology (MIT). Jego inżynierowie wraz z producentem silników Pratt & Whitney wpadli na pomysł szerokiego, płaskiego kadłuba bez wysmuklonego tyłu, co zapewnia dużo miejsca dla pasażerów. Silniki w liczbie czterech umieszczone są na szerokim grzbiecie kadłuba. (…)

Spłaszczone kontury samolotu zwiększają oddziaływanie efektu szybowania na kadłub. Podwozie może być niższe, bo turbiny nie zwisają spod skrzydeł, co poprawia opływ powietrza przy starcie i lądowaniu.

Jak obliczył kierowany przez William Litanta zespół z instytutu lotnictwa MIT, latająca maszyna o optymalnej konstrukcji zużywałaby o 78 procent mniej paliwa niż dzisiejszy Boeing 737. Przy modelach tradycyjnych jest to nie do pomyślenia, czego nie neguje nawet Boeing. Jak podano w siedzibie jego zarządu w Chicago, firma musiała “zrezygnować z trwających od dawna prac nad następcą 737”, ponieważ nie byłaby w stanie spełnić wymagań przyszłości.
Samolot jutra postrzega się u Boeinga inaczej, raczej jako szybowiec o zwiększonych rozmiarach. – Taka forma jest aerodynamicznie niezwykle wydajna – twierdzi Marty Bradley z biura projektowego Boeinga. - Jednak skrzydła o rozpiętości znacznie większej niż obecnie musiałyby być wzmocnione zastrzałami, aby pewnie trzymały się kadłuba. W razie potrzeby skrzydła dałoby się skonstruować jako składane – uważa Bradley. Według niego “zwiększyłoby to zdolność manewrowania na lotnisku”.

Potrzebne będą również lekkie materiały kompozytowe. – Jeszcze się na żaden nie zdecydowaliśmy – mówi projektant. Dla niego jest jednak jasne, że pasażerski albatros będzie poruszał się wolniej niż dzisiejsze modele odrzutowców.

Dlatego koncern opracowuje również samolot naddźwiękowy. Pokolenie pasażerów komunikacji lotniczej roku 2030 może się cieszyć na odrzutowiec, który z prędkością ponad 2 machów dowiezie ich na kolejne spotkanie biznesowe. Największym wyzwaniem projektu jest takie ukształtowanie pokrycia maszyny, by zlikwidować efekt “gromu dźwiękowego”. – Concorde doznał klęski między innymi dlatego, że z powodu hałasu mógł przekraczać barierę dźwięku tylko nad otwartym morzem – mówi Bradley.

Dział badań Boeinga nosi nazwę “Phantom Works”, co wydaje się trafne, skoro wygląd naddźwiękowej maszyny nie jest jeszcze znany. Natomiast konkurent Lockheed Martin przedstawił już pierwsze szkice własnego projektu. To pasażerski bombowiec w formie strzały, z silnikami wokół tylnej części kadłuba. Łączy je płaski pierścień, mający zmniejszyć efekty “gromu dźwiękowego”. Futurolog NASA Misra jest uradowany: – Dałoby się tym latać z Los Angeles do Nowego Jorku szybciej od prędkości dźwięku.

W ciągu 18 miesięcy do Misry mają trafić gotowe koncepcje. Wtedy fantazja i rzeczywistość rozpoczną nowy powietrzny wyścig.

Gerald Traufetter

(“Spiegel”)