Boeing prezentuje koncept hipersonicznego samolotu. Czy to powrót naddźwiękowych maszyn?

Boeing zaprezentował na targach lotniczych w Orlando projekt hipersonicznego "Syna Blackbirda". Wg producenta samolot będzie wyposażony w dwa rodzaje napędu. Jeden do startu i lądowania, a drugi do osiągania nawet pięciokrotności prędkości dźwięku. Ale czy jest to faktycznie możliwe? Nasz ekspert uważa, że technicznie jak najbardziej tak - lecz nie ma to żadnego uzasadnienia ekonomicznego.

Ponaddźwiękowe samoloty panowały na niebie w czasach zimnej wojny. Prędkość amerykańskich samolotów szpiegowskich U-2 i SR-71 Blackibrd miała sprawić, że będą one nieosiągalne dla rakiet przeciwlotniczych zza żelaznej kurtyny. Radziecką odpowiedzą były samoloty MiG-25 i MiG-31, które były jeszcze szybsze, ale wg żartów musiały przechodzić wymianę silnika po każdym locie.

W krótkiej historii ponaddźwiękowego lotnictwa znalazło się też miejsce na samolot pasażerski, czyli ekskluzywny Concorde. Na jego pokładzie można było przelecieć z Paryża do Nowego Jorku w trzy i pół godziny delektując się najlepszym szampanem. Rosjanie także na tym polu chcieli dotrzymać kroku Amerykanom i stworzyli Tu-144, nazywany na Zachodzie 'Konkordskij'. Jednak katastrofa podczas premiery maszyny na paryskim Air Show i 14 ofiar śmiertelnych nie były wymarzonym startem kariery. Samolot wszedł do służby mimo to, ale wykonał w sumie tylko 102 loty komercyjne, z czego 55 było pasażerskich.

Dlaczego więc teraz giganci lotnictwa próbują wskrzesić ideę naddźwiękowego podróżowania?

- Myślę, że jest to podyktowane chęcią przełamywania kolejnych granic. Może tu również wchodzić w grę chęć wykorzystania rozwiązań opracowanych na potrzeby zakończonych już projektów wojskowych – mówi w rozmowie z WP Tech ekspert lotnictwa, dr Andrzej Majka z Politechniki Rzeszowskiej. - Transport pasażerów z prędkościami 5-6 krotnie przekraczającymi prędkość dźwięku jest w chwili obecnej mrzonką. Dziś nie ma wystarczających powodów, aby na siłę próbować rozwijać tę ideę - kontynuuje.

W lotnictwie, zwłaszcza cywilnym, ale też i wojskowym, dąży się do tego, aby loty były jak najbardziej ekonomiczne. A oszczędność i samoloty naddźwiękowe to dwa przeciwległe bieguny. Lot z prędkością szybszą od dźwięku wymaga ogromnego ciągu, czyli ogromnych ilości paliwa do spalenia. To było jeszcze do przełknięcia dla wojska w latach 60. które nie musiało zważać na koszty, albo dla Concorde'a w latach 70-90, którego nie dotknął jeszcze kryzys paliwowy. Dziś takiego pomysłu nikt nie brałby na poważnie.

Zresztą nie tylko koszty paliwa były ogromne. Budowa (SR-71 wykonany był w całości z tytanu) i serwisowanie wymagały ogromnych nakładów finansowych.

- Concorde rozgrzewał się podczas lotu do 130 stopni Celsjusza, a SR-71 gdy stał na lotnisku, to przeciekał. Uszczelniał się dopiero wtedy, gdy blachy rozszerzały się pod wpływem ogromnej temperatury generowanej przez opływ aerodynamiczny - tłumaczy dr Majka.

Drugim powodem porzucenia przez lotnictwo cywilne Concorde'ów była ekologia. Wysokie spalanie powoduje wydzielanie dużej ilości dwutlenku węgla, ale nie tylko ten aspekt był niszczący dla środowiska. Kolejny to hałas. I nie chodzi tu o tzw. sonic boom, czyli falę uderzeniową generowaną podczas przekraczania prędkości dźwięku. Concorde, z racji unikatowego ułożenia skrzydeł (tzw. Delta), musiał startować przy dużo większym ciągu niż samoloty poddźwiękowe. Jego silniki były po prostu niewiarygodne głośne.

- Hałas to po prostu energia, która w jakiś sposób musi być wchłonięta przez środowisko – mówi dr Majka. – Jeśli jest jej za dużo, jak w przypadku startujących Concorde'ów, to zaczyna fizycznie oddziaływać na otoczenie.

Ochrona środowiska nie powinna jednak martwić tak bardzo wojska, które ma ważniejsze zadania. Dodatkowo ich lotniska znajdują się często na odludnych terenach czy wręcz pustyniach. Wojsko amerykańskie zrezygnowało z U2 i SR-71 (szpiegowskich samolotów, których jedynym przeznaczeniem było robienie zdjęć z dużej wysokości) z innych powodów. Były nimi satelity i bezzałogowce, które były tańsze i bezpieczniejsze w wykonywaniu tych samych zadań. Nawet w tak szybkich i teoretycznie nieuchwytnych samolotach ich załoga cały czas była narażona na kontratak. Z satelitami nie ma takiego problemu. Natomiast jeśli zestrzelony zostanie dron, to nie zginie przy tym pilot.

Koszty, bezpieczeństwo i ekologia położyły ostateczny kres samolotom ponaddźwiękowym. Teraz jedynie garstka samolotów wojskowych może latać szybciej niż dźwięk, a to i tak tylko przez bardzo krótkie okresy. Nie są to jednak prędkości rzędu 3,5 Macha (nieoficjalny rekord SR-71 Blackbird), lecz bardziej zbliżone do osiągów Concorde'a, czyli 2,2 Macha.

- Jeśli Lockheed Martin oraz Boeing rzeczywiście zbudują ponaddźwiękowe samoloty, to będą one przeznaczone dla bardzo wąskiego grona odbiorców – mówi dr Majka. – Milionerów, którzy będą mogli sobie pozwolić na bilet na 4-godzinny lot z Nowego Jorku do Tokio.

Dr Majka w rozmowie z WP Tech podważa nie tylko sens budowania takich samolotów obecnie, ale także ich zapowiadane możliwości. SR-72 Lockheeda miałby rozwijać prędkość sześciu machów, a "Son of Blackbird" Boeinga - pięciu machów.

- Concorde latał z prędkością 2,2 macha na wysokości 18 km. W takim razie te hipersoniczne samoloty musiałyby latać już na granicy kosmosu, na wysokości 35-40 km. Tam pojawiają się jeszcze inne zagrożenia jak np. promieniowanie kosmiczne – argumentuje dr Majka. – Po 20 latach w tej branży jestem w stanie sobie wyobrazić jak będzie wyglądała najbliższa przyszłość lotnictwa - i to na pewno nie jest to.