Bir Houston Hipersonik Taşıma Şirketi, Bir Saat İçinde LA'dan Tokyo'ya Yolcu Uçuşları Söz Verdi

Yeterince uzun süredir buralardaysanız, gözlük perakendecisi LensCrafters'ı hatırlayabilirsiniz. akılda kalıcı reklam sloganı, "Bir saat içinde gözlük!" Houston merkezli başlangıç, Venüs Havacılık 2030'dan itibaren bir uzay uçağı kullanarak sizi Los Angeles'tan Tokyo'ya aynı mesafede götüreceğini vaat ediyor. Bu, görülmesi zor bir vaat.

Şirket, 12 kişilik yolcu uçağının tasarımının resimlerini yayınlamadı. Öte yandan, şirketle birlikte topladığı 20 milyon dolarlık A Serisi fonun çığırtkanlığını yapan bir açıklama yayınladı. Prime Movers Laboratuvarı, kendisini "çığır açan bilimsel girişimlere" yatırım yapıyor olarak tanımlayan bir Wyoming risk sermayesi şirketi.

Venus Aerospace şimdi toplam 33 milyon dolar topladı. Bir yıldan fazla bir süredir varlığını sürdüren girişim, 40 çalışana ulaştı ve Houston Spaceport'taki (Ellington Havaalanı) bir hangardan faaliyet gösteriyor. bu serbest Cesurca “Venus Aerospace, bir saatlik küresel seyahat sağlayacak sıfır karbon emisyonlu bir uzay uçağı inşa ediyor” diyor.

Bununla birlikte, Venüs'ün hipersonik taşımacılığı karbon emisyonsuz olmayacaktır. Bir uzay uçağı da olmayacak. Venüs, Atlanta merkezli de dahil olmak üzere, gelişmekte olan bir hipersonik ulaşım umutları listesine katılıyor Hermeus ve henüz duyurulan Pekin merkezli Uzay Taşımacılığı, Hangi diyor sadece iki saat içinde Shanghi'den New York'a yolcu uçuracak.

Üçü de 5 yılına kadar Mach 2030-plus'ta (hipersonik hızın başladığı yerde) tam ölçekli uçakları uçuracaklarını iddia ediyor. Üçü de, nispeten beceriksiz süpersonik adayın yaptığı gibi, dünyayı yüksek hızlı ulaşım yoluyla bir araya getirme fikrini benimsiyor. patlama.

Venüs, aile ile akşam yemeği yemeye kararlı akıllı bir yönetici tarafından bir iş günü içinde teorik bir Los Angeles'tan Tokyo'ya gidiş-dönüş yolculuğunu tanımlamak için "Evden Akşam Yemeği" gibi bir slogan attı. Hermeus, "Orada Yarışın" meydan okumasını küstahça yayınlar.

Vizyon ve hype, alçak irtifa ama mecazi olarak yüksek uçan Urban Air Mobility sahnesine ve henüz gerçekleşmemiş (ama her zaman köşeyi dönünce) pazarına benzerlik gösteriyor.

Venus Aerospace ve olası rakiplerinin gerçekçi olarak hangi hedefe yöneldiği, değerli bir sorudur.

Hipersonik Hibrit

Venüs'ün önerdiği uçakları hibrit bir arabaya benzetebiliriz. Bu tür araçlarda yaygın olan paralel yanmalı motor ve elektrikli aktarma organları gibi, şirketin hipersonik tasarımı da iki tahrik sistemine dayanacak - geleneksel bir jet motoru ve bir roket.

Bu, Hermeus'un hava soluyan Türbin Tabanlı Kombine Çevrim Tahrikinden (TBCC) belirgin şekilde farklı bir stratejidir. motor yaklaşımı veya Uzay Taşımacılığı'nın katı roket güçlendirici-sıvı yakıtlı ana roket kombinasyonu gibi görünen şey.

Şirketin kurucu ortakları ve eşleri Sarah ve Andrew Duggleby'ye göre Venüs'ün teorik operasyonel konsepti, seçimi yönlendiren şeydir. Her ikisi de Virgin Orbit ve Virgin Galactic'te görev almış havacılık gazileri. Her ikisinin de mühendislik geçmişi var (Andrew, Virginia Tech ve Texas A&M'de eski bir makine mühendisliği profesörü ve bir Donanma yedek mühendislik görevli subayı), Sarah (veya onun adıyla Sassie) CEO ve Andrew CTO olarak görev yapıyor.

Venus'ün inşa edeceğini söylediği uçak, büyük ölçüde mevcut hava taşımacılığı altyapısına bağlanmayı amaçlıyor. LAX'teki standart bir pistten havalanabileceğini ve jet motorunu kullanarak nominal bir geleneksel seyir yüksekliğine (35,000 fit veya civarı) tırmanabileceğini söylüyorlar. Daha sonra jet kapatılır ve girişi/egzozu kapatılır. Bu olurken, sıvı yakıtlı bir roket motoru ateşlenir.

Roket, 9 fitlik bir tepe irtifasına tırmanırken, yaklaşık 6,850 g hızlanmada (Andrew'a göre kalkıştaki bir uçaktan biraz daha fazla) uçağı Mach 0.5'a (yaklaşık 170,000 mil/saat) hızlandırır. Uçağın Mach 10'a ulaşması yaklaşık 9 dakika sürüyor, bu hız beş dakika daha tutuyor.

Daha sonra roket söner ve uçak hipersonik bir planör haline gelir ve hedefine doğru 45 dakika boyunca güçsüz olarak iner ve yaklaşık 0.1 g'da yavaşlar. Yaklaşık 35,000 fit'e geri döndüğünde, jet motoru yeniden başlatılır ve uçak, vektörlerin Narita'ya (Tokyo) inmesi için hava trafik kontrol kuyruğundaki ortak uçaklara katılır.

Gelecekte bir noktada potansiyel olarak yapılabilir gibi görünüyor, ancak ayrıntılar ve iş planı hakkında netlik eksikliği göze çarpıyor.

Zor imkansız

Andrew Duggleby, Venus Aerospace'in kısa geçmişinde “İmkansızdan zora gittik ama hala çok zor şeyler var” diyor.

Venus ekibi, projeyi imkansızlık alanından çıkaran üç önemli ilerleme kaydettiklerini söylüyor. Birincisi, patentli bir döner patlama roket motorudur (RDRE). İkincisi, uçak şeklidir. Üçüncüsü aktif bir soğutma sistemidir.

Basit bir ifadeyle, bir RDRE sıvı yakıtını yakmak yerine patlatır. İçindeki halka şeklindeki (dairesel) bir reaktör, eşmerkezli süpersonik gaz darbelerini egzoz memesinden dışarı iten kimyasal reaksiyonları tetikleyerek itme oluşturur.

RDRE'ler, geleneksel roketlere göre daha az yakıtla daha fazla itme gücü üreterek, yakıtı daha yüksek sıcaklıklarda daha eksiksiz yaktıkları için not edilir. Potansiyel olarak ısı transferi ve ağırlık ve kompaktlık dahil diğer avantajlar sunarlar. Andrew, Venüs'ün geliştirdiği ve küçük ölçekte laboratuvarda test edilen motorun, benzer roketlerden %15 daha fazla yakıt verimli olduğunu, yolcular için uçak kütlesini ve basınçlı kabin ve iniş takımı gibi pratik şeyleri serbest bıraktığını söylüyor.

Duggleby, Venüs'ün şimdiye kadar topladığı fon, "Patlama motorumuzu elde etmenin bir yolunun olduğunu, onu daha serin tutmanın yolları olduğunu kanıtladık" diye bir noktaya gelmesine izin verdi.

Motorunun kullanacağı yakıtı, uzay mekiği tarafından kullanılan karışımla gevşek bir şekilde karşılaştırdı. Ana motor yanmış sıvı hidrojen ve sıvı oksijen. Ancak hipersonik kargo uçağı geliştiricisinin aksine Şafak HavacılıkRoket motorunun yüksek test peroksit (HTP) ve gazyağı sıvı karışımı kullanacağını açıklayan Venüs, sıvı yakıtının bileşimini paylaşmıyor ve bunun “motoru nasıl serin tuttuğumuzun önemli bir parçası olduğunu” belirtiyor. ”

Şirket ayrıca, hem düşük ses altı hem de hipersonik hızlarda iyi uçmak ve manevra yapmak zorunda kalacak olan uçak gövdesinin tasarımı konusunda sessiz kalıyor. Duggleby, tek bir şok dalgası oluşturacak ve daha fazla kaldırma için aracın göbeğinin altında bir yüksek basınçlı hava cebini hapsedecek şekilde şekillendirilmiş bir "dalga sürücüsü" olmasına izin verir.

NASA'nın Boeing X-51'i faydalı bir dalgalı yol örneğidir, ancak Venüs'ün ortaya çıkardığı her şey (henüz beş aday şekilden daralmamıştır) muhtemelen farklı görünecektir. Başlangıç ​​için yolcu camlarına ve geleneksel bir kuyruğa sahip olacak. Pilotlar için ön kokpit camlarının olup olmadığı henüz belirlenmedi.

Andrew Duggleby, Venüs'ün yakında uçak gövdesini "umarız" açıklayacağını, ancak bir zaman çizelgesi tartışmayacağını söyledi. Arizona Üniversitesi'nde alt ölçekli model testleri yapıldı. Mach 5 rüzgar tüneli, Venüs'ün "bu hızda" bir miktar doğrulama bile yaptığı yer.

Diğer hipersonik kavramlarda olduğu gibi, Mach 9'da hareket etmenin çok fazla ısı üretmesi beklenebilir. Duggleby, 170,000 fitte bunu yapmanın bir avantaj olduğunu çünkü buradaki ince atmosferin daha düşük irtifalara göre daha az ısı sürtünmesi sunduğunu söylüyor. Isı özellikle uçağın burnunu etkileyecek, Venüs'ün dediğine göre yeni bir dahili soğutma şemasına sahip 3D baskılı bir burun ile üstesinden geleceğini söylüyor. Duggleby, bunu "ön kenardaki ısıyı gerçekten yayan bir ısı borusu" olarak tanımlıyor. Kanatların ön kenarları benzer bir sistem içerebilir.

Uçağın geri kalanının ısıyı dağıtmak için egzotik malzemeler kullanmayacağını söylüyor. Duggleby ne olduğunu belirtmese de, maliyetleri düşük tutmak için “standart havacılık malzemesi” kullanacak.

Üç teknoloji anahtarı hakkında kesin bir kamu bilgisi eksikliğine rağmen, Venus Aerospace risk sermayesi destekçilerinin güvenine sahiptir. Sassie Duggleby, Prime Movers Lab tarafından bir araya getirilen yatırımcı grubunu “sabırlı sermaye” olarak nitelendiriyor.

Prime Movers Lab teknik ortağı Liz Stein, konsept kanıtı motorunun başarılı sıcak ateşini, alt ölçekli model rüzgar tüneli testini ve öncü soğutma tasarımı için Georgia Tech ile işbirliğini gerekçe göstererek girişimin "donanım açısından zengin bir programa" sahip olduğunu söylüyor.

Stein, Prime Movers'ın NASA'daki hipersonik personele tanıtımlarla Venüs'ü desteklediğini ve analiz araçlarını ve araştırma makalelerini paylaştığını da sözlerine ekledi. O da işaret etti NASA-Deloitte ve NASA-SAIC Stein'ın ileri sürdüğü hipersonik hava taşımacılığı talebini tanımlayan piyasa araştırmaları, "yüksek hızlı uçuş sistemlerinin devlet yardımı olmadan karlı bir şekilde çalışması için piyasa talep sinyalinin orada olduğunu" öne sürüyor.

Herkes aynı fikirde değil ve çoğu, birden fazla hükümetin desteğini gerektiren ve asla kırılmayan Concorde örneğine işaret ediyor.

Stein, “Nefret edenler, Concorde'un neden başarısız olduğunu anlamadan, yüksek hızlı uçuşun ticari uygulanabilirliğini reddetmek için her zaman Concorde'a işaret ediyor” diyor.

Bunun, gereken devasa ön sermaye (18.8 milyar dolar) ve operasyonel tekrar eden maliyetlerle ilgisi olduğunu savunuyor. Sonuncuların başında, art yakıcıları kalkışta o kadar çok sıvı tüketen Concorde'un Olympus 593 motoru tarafından yutulan yakıt vardı ve “Concorde'un kalkış ağırlığının yarısından fazlası yakıttı.”

Bu da, yaklaşık 100 yolcu kapasiteli süpersonik uçak için savunulamaz koltuk başına bilet fiyatları gerektiriyordu. Bunun anlamı, Venüs'ün hipersonik taşınmasının böyle bir sorunu olmayacağıdır. Ancak hangi roket yakıtı karışımını kullanacağını bilmediğimiz ve sıvı yakıt maliyetleri çok değişken olduğu için maliyeti tahmin etmek zor ile imkânsızdır.

Venus'ün önerdiği uçak daha az yolcu taşıyacak ve muhtemelen Concord'dan daha küçük olacak. Hibrit tahriki ile daha az net enerji tüketebilir ancak yakıt maliyeti (ve genel işletme maliyeti) her uçuşta sadece 12 koltuğa yayılacaktır. Deneysel olarak bile gerçekleştirilmemiş bir uçak için yakıt faturası hesaplamak, en sabırlı yatırımcı için riskli bir egzersiz gibi görünüyor. Ancak bu önemli olmayabilir.

Birkaç raporları Venus Aerospace, önümüzdeki iki yıl içinde gelir elde etme yolunda olduğunu öne sürüyor. Muhtemelen bunu fikri mülkiyetini Savunma Bakanlığı ile paylaşarak yapacaktı. AFWERX' olarak $ 60 milyon yatırım Hermeus gösterilerinde, Hava Kuvvetleri ve Savunma Bakanlığı genel olarak füzeler, yeniden kullanılabilir insansız hava araçları, uydular ve uçaklar için hipersonik teknolojiyi geliştirme ve özel sektör büyümesini teşvik etme konusunda tereddüde düşmüş durumda.

Savunma Bakanlığı'nın coşkusu hipersonik ticari taşımacılık için değil. Bunun yerine, kısa zaman çizelgelerinde gerçekçi olarak ulaşılabilir daha küçük araçlar arıyor. Savunma/hükümet bilim ve teknoloji kuruluşunda üst düzey bir yetkili bana şunları söyledi: “DoD hipersonik konusunda endişeleniyorsa, yenilgiye [yani hipersonik silahlara karşı koymaya] odaklanabilirler. Yenilgiyi [sistemleri] test etmeleri gerekebilir ve bir drone bunu mümkün kılabilir.”

Hermeus gibi, Venus Aerospace de teknolojisini kanıtlamak için önce bir drone geliştirmeyi planlıyor. Her iki şirketin de sonunda hipersonik bir ulaşıma geçip geçmeyeceği, kendi iş durumları veya yatırımcıları için tartışmalı bir şekilde merkezi değildir.

Uzay uçağı veya Büstü

Yolunda Venüs'ten daha ileride olan Boom'un süpersonik ulaşımını gerçekleştirmek için bir milyar dolardan fazla paraya ihtiyacı olacağı tahmin ediliyor.

Uzun bir aradan sonra Venüs'ün toplam maliyeti sorulduğunda, Sassie Duggleby tahminlerinin "milyar dolar aralığında" olduğunu söylüyor. Bunu, Venüs'ün "drone ile erken aşama gelir için fırsatlara sahip olduğu" uyarısıyla birleştiriyor. Uzay uçağı ya da büstü değil. ”

“Bu riski satın almak için devlet fonlarını kullanmak bizim en önemli şeylerimizden biri, diyor. “Oraya varmadan önce tam bir milyar dolarlık risk sermayesi fonuna ihtiyacımız olduğuna inanmıyoruz.”

Venüs, oraya ulaşmasına yardımcı olmak için zaten bir miktar hükümet fonuna sahip olduğunu söylüyor. Bu, bir AFWERX Küçük İşletme Teknoloji Transferi (STTR, Aşama I-II) sözleşmesinden gelebilir, ancak bunu onaylayamadım. Eğer öyleyse, muhtemelen Venüs'e yaklaşık 800,000 dolar kazandırdı.

Başlangıç ​​yolu, çiftlerin köklü şirketlerle yıllar sonra hevesle kucakladıklarını söyledikleri yol. Bu bağlamda Sassie, "Bir şeyler öğrenecek ve dönmemiz gerektiğini düşünecek miyiz? Elbette, ama başlangıç ​​dünyasının neşesi bu. İnovasyonun sevinci bu.”

Karma mesajlaşmaya benziyor, Venus Aerospace'in karbonsuz bir uzay uçağı inşa etme ve 2030 yılına kadar uçma iddialarında da bulunan bir özellik. Dikkatli olanlar, uzayın genellikle Dünya'nın 62 mil (330,000) üzerinde başlamasının kabul edildiğini fark edecekler. . Sassie Duggleby, Venüs'ün hayali aracının uzaya ancak yarı yolda gittiğini kabul ediyor - ya da Mach'a dünyanın yerçekiminden kaçması gerekecek. O zaman neden ona uzay uçağı diyoruz?

Andrew Duggleby, "Ona bir uzay uçağı diyoruz çünkü çoğunlukla oraya gidiyor," diyor. "Biz hava soluyan bir araç değiliz. Biz sadece hızlı bir jet değiliz. Bu yüzden ona uzay uçağı demek daha doğru olur.”

Ücret ödeyen yolcuların bir uzay uçağıyla uzaya gitmeyi bekleyebileceklerine işaret ettiğimde Sassie, "Uzay uçağı dediğinizde, insanlar bunun sadece standart bir jet olmadığını anlamaya eğilimlidir" diye yanıtlıyor.

Ayrıca Venüs'ün jet ve roketinin karbon emisyonsuz olma ihtimalinin düşük olduğunu da anlayabilirler (böyle bir ulaşımın inşasına ilişkin girdilerden bahsetmiyorum bile). Daha düşük karbonlu biyoyakıtlar ve sentetik havacılık yakıtları ufukta, ancak 2030 yılına kadar yaygın olarak bulunup bulunmayacakları (veya fiyat açısından rekabetçi) bir sorudur.

Rokete gelince, Uzay Mekiği yaktığı sıvı yakıttan çoğunlukla su buharı yaydı. Venüs'ün uçağının aynı şeyler üzerinde çalışması beklenmiyor. Ve bilim adamları, ne hakkında çok iyi veriye sahip olmadığımızı söylüyorlar. sıvı yakıtlı roketler yayıyorözellikle üst atmosferde. Hipersonik bir Venus Aerospace uçağı hangi roket yakıtını yakarsa yakarsa, havaalanlarında veya uzay limanlarında özel kullanım gerektirecektir.

Andrew Duggleby, yakıtlar ve güvenlik uzmanları aynı fikirde olmasa da bunun büyük bir zorluk olmadığını söylüyor. Airbus'ın devasa A380'inin, güçlendirilmiş rampa/pist malzemesi ihtiyacı ve yolcu indirme/indirme için farklı hava köprüleri gibi sıradan nedenlerle bir dizi havalimanına kapatıldığı hatırlanabilir.

Ayrıca, Venüs'ün hipersonik uçağının 10,000 fitlik pistlere ihtiyaç duyacağını (Andrew, 15 aday rotası/varış noktası olduğunu söylüyor) ve muhtemelen hava trafiği etkileri olan yüksek bir son yaklaşma hızına sahip olacağını tahmin etmek zorunda kalacaktı. Duggleby'ler orada yolda herhangi bir büyük tümsek görmüyor.

Şaşırtıcı bir şekilde, Venüs'ün kendi roket motorlarını inşa etmek de dahil olmak üzere dikey olarak entegre olacağını söylüyorlar. United Launch Alliance'dan Northrop-Grumman'a ve SpaceX'e kadar olağan şüpheliler, görünüşe göre şirketin Houston Spaceport tesislerinde üretilen motorları görecek olan planlarının bir parçası değil.

Venüs'ün 40 kişilik personelinin bir kısmının, baş memurlarının söylediğine göre roket inşa etme deneyimi var. Bu deneyimin tam ölçekli araçtan daha fazla drone/alt ölçekli araç odaklı olup olmadığını sormadım. Hangi ciltlere ihtiyaç duyulacağı, cevaplanmayan başka bir sorudur. İş teklifinin kalbine ulaşır.

Venüs, uçağının maliyeti konusunda halka açık bir tahminde bulunmadı. Biletlerin ne kadara mal olabileceği de aynı şekilde bilinmiyor. Sassie, şirketin dahili maliyet modelleri olduğunu söylüyor. “Birinci sınıf bilet fiyatına yakın tutmak istiyoruz. Pek çok faktör var ve bunun gerçekte nasıl görüneceğinin henüz erken aşamalarındayız.”

Bu faktörler uçuş frekansını içerir. Andrew Duggelby, Venüs'ün soğutma metodolojisi ve gövde tasarımının iki saatlik bir uçak geri dönüşünü mümkün kılacağını iddia ediyor. Venüs günde dört uçuş hedefliyor. Uzay Mekiği'nin her uçuştan sonra yıkılması gereken ana roketlerinden farklı olarak, Venus'ün uçaklarındaki RDRE'ler, gerekli motor kontrollerinden önce 100 tarifeli uçuş ve yeniden inşa seviye kontrolünden önce 1,000 uçuş gerçekleştirecek. Andrew, "Evet, bu uzun bir sipariş," diye kabul ediyor, "ama ilk tasarımımız fizibilite gösteriyor.

Fizibilite, 1980'lerin başlarında British Aerospace'den bu yana ciddi hipersonik uçuş çabaları olduğu sürece bir soru olmuştur. OTEL 1980'lerin sonlarında NASA'nın Reagan'dan ilham aldığı yeniden kullanılabilir geleneksel kalkış/iniş aracı Orient Express hipersonik uçak projesi.

Venus Aerospace'in CEO'su girişimden birkaç kez “erken aşama teknoloji şirketi” olarak söz etti ve şüphesiz öyle. Parçaları aslında bütünden daha değerli olabilir. Bu nedenle, Venüs'ün veya diğer hipersonik ulaşım inşaatçılarının 2030'luk bir “uçma” hedefini halka açık bir şekilde ilan etmesi merak ediliyor.

Nedeni, AeroDynamic Advisory'den Richard Aboulafia'nın yatırım dolarlarına bağlı olduğunu söylüyor. 10'lerde “HOTOL, Orient Express ve diğerleri beş ila 1980 yıl uzaktaydı”. Bugün hipersonik [ulaşımlar] beş ila 10 yıl uzakta. Bu ne sürpriz."

“Urban Air Mobility milyarlarca dolar çekti. Evet, birçoğu gülünç bir şekilde aşırı abartılıyor ama [UAM şirketlerinin] amacı para biriktirmek. Bu birinci iş."

Venus Aerospace, hipersonik bir ulaşım inşa etmek için ihtiyaç duyduğu milyar doları çekebilir mi? Aboulafia, "UAM'nin geçen yıl çektiği yatırıma bakın" diyor. "Şaka bizden. Bir milyara gelince, spoiler uyarısı – bu yeterli değil.”

Duggleby'ler, “Evden Akşam Yemeği” metaforunu, çoğu havacılık şirketinde eksik olan bir özellik olan Venus Aerospace'in iş-yaşam dengesine odaklanmasına kadar genişletiyor. Bunun 2030 yılına kadar tam ölçekli bir uçan hipersonik uçak tasarlama, test etme ve inşa etme ile nasıl örtüştüğü açık değil. Bir proje zaman çizelgesini geciktiren şeylerden - yanlış yönlendirilmiş çalışma, yeniden çalışma, aşırı karmaşıklıktan - titizlikle kaçınmanın yardımcı olacağını iddia ediyorlar.

Andrew, 2030 hedefinin gerçekten “daha ​​erken olmayan” bir zaman çizelgesi olduğunu söylüyor. Sassie bunun için çaba gösterilmesi gereken bir şey olduğunu, belki de "bir ürüne mümkün olduğunca çabuk ulaşmanın" fazladan beş yıl sürebileceğini söylüyor.

“Bir şirket olarak misyon beyanımızdan taviz vermiyoruz” diye onaylıyor. Hipersonik ulaşım “kesinlikle iki yıl önce şirketi kurmaya karar vermemizin nedenidir. Pazar fırsatı inanılmaz.”

LensCrafters 1980'lerin başında yola çıktığında, sloganını ticari ve teknolojik olarak ulaşılabilir bir hedefle ilişkilendirdi. 2022'de işler dururken, Venus Aerospace'in de aynısını yapıp yapmadığını görmek için bazı özel gözlükler gerekecek gibi görünüyor.