Houston Hypersonic Transport Startup obljublja potniške lete iz LA v Tokio v eni uri

Če ste že dovolj dolgo, se morda spomnite prodajalca očal LensCrafters privlačen oglaševalski slogan "Očala čez približno uro!" Startup s sedežem v Houstonu, Venus Aerospace obljublja, da vas bo od leta 2030 prepeljal iz Los Angelesa v Tokio v enakem razponu z vesoljskim letalom. To je obljuba, ki jo je težko videti.

Podjetje ni objavilo slik zasnove svojega letala za 12 potnikov. Po drugi strani pa je pravkar izdal objavo, ki omenja 20 milijonov dolarjev sredstev serije A, ki jih je zbrala v povezavi z Laboratorij za premike, podjetje tveganega kapitala iz Wyominga, ki se opisuje kot vlaganje v "prebojna znanstvena zagonska podjetja".

Venus Aerospace je zdaj zbral skupno 33 milijonov dolarjev. V svojem večletnem obstoju je startup narasel na 40 zaposlenih in deluje iz hangarja na vesoljskem pristanišču Houston (letališče Ellington). The sprostitev pogumno navaja, da "Venus Aerospace gradi vesoljsko letalo brez emisij ogljika, ki bo omogočilo enourno globalno potovanje."

Vendar pa Venerin hiperzvočni transport ne bo brez emisij ogljika. Prav tako ne bo vesoljsko letalo. Venera se pridružuje nastajajoči skupini upnikov za hiperzvočni transport, vključno s sedežem v Atlanti Hermeus in pravkar napovedani sedež v Pekingu Vesoljski prevoz, Ki je pravi bo potnike iz Šanghija v New York preletel v samo dveh urah.

Vsi trije trdijo, da bodo do leta 5 leteli z letali v polnem obsegu s hitrostjo 2030 mach plus (kjer se začne hiperzvočna hitrost). Vsi trije sprejemajo idejo o združevanju sveta s hitrim transportom, tako kot sorazmerno ohlapni nadzvočni aspirant Boom.

Venus je premetavala frazo »Home By Dinner«, da bi opisala teoretično povratno potovanje iz Los Angelesa v Tokio v delovnem dnevu, ki ga je opravil pameten izvršni direktor, ki je nagnjen k večerji z družino. Hermeus prepričljivo izda izziv »Race You There«.

Vizija in hype imata nekaj podobnosti s sceno urbane zračne mobilnosti na nizki nadmorski višini, a metaforično visoko letečo in njenim še nerealiziranim (a vedno tik pred vogalom) trgom.

Na katero destinacijo se Venus Aerospace in njeni morebitni konkurenti realno odpravljajo, je vredno vprašanje.

Hiperzvočni hibrid

Predlagano letalo Venere bi lahko primerjali s hibridnim avtomobilom. Tako kot motor z vzporednim zgorevanjem in električni pogoni, ki so običajni v takih vozilih, se bo hiperzvočna zasnova podjetja zanašala na dva pogonska sistema – običajen reaktivni motor in raketo.

To je strategija, ki se izrazito razlikuje od Hermeusovega zračno dihajočega pogona s kombiniranim ciklom na osnovi turbine (TBCC) pristop motorja ali kar je videti kot kombinacija raketnega ojačevalnika trdnih raket in glavne rakete na tekoče gorivo Space Transportation.

Po besedah ​​soustanovitelja podjetja in zakoncev Sarah in Andrewa Dugglebyja je teoretični operativni koncept Venus tisti, ki vodi izbiro. Oba sta vesoljska veterana z delom v Virgin Orbit in Virgin Galactic. Oba imata inženirsko ozadje (Andrew je nekdanji profesor strojništva na Virginia Tech in Texas A&M ter rezervni inženirski častnik mornarice), pri čemer Sarah (ali Sassie, kot je znana) deluje kot izvršni direktor, Andrew pa kot tehnični direktor.

Letalo, za katerega pravi Venus, da ga bo izdelala, naj bi se v veliki meri vključilo v obstoječo infrastrukturo zračnega prometa. Pravijo, da bo lahko vzletel s standardne vzletno-pristajalne steze v LAX in se s svojim reaktivnim motorjem povzpel na nazivno običajno višino križarjenja (35,000 čevljev ali več). Nato se curek izklopi in njegov dovod/izpust se zapre. Ko se to zgodi, se sproži raketni motor na tekoče gorivo.

Raketa pospeši letalo na 9 Mach (približno 6,850 mph) s približno 0.5 g pospeška (po Andrewu je nekoliko več kot letalo ob vzletu), ko se vzpenja na najvišjo višino 170,000 čevljev. Letalo potrebuje približno 10 minut, da doseže 9 Mach, hitrost, ki jo drži še pet minut.

Raketa nato ugasne in letalo postane hiperzvočno jadralno letalo, ki se brez pogona spušča proti cilju 45 minut in upočasni pri približno 0.1 g. Ko se vrne na skoraj 35,000 čevljev, se reaktivni motor ponovno zažene in letalo se pridruži običajnim letalom v čakalni vrsti kontrole zračnega prometa za vektorje za pristanek v Nariti (Tokio).

Sliši se potencialno izvedljivo v neki točki v prihodnosti, vendar je pomanjkanje specifičnosti glede podrobnosti in poslovnega načrta očitno.

Nemogoče do težko

Andrew Duggleby pravi, da je v kratki zgodovini Venus Aerospace: "Šli smo od nemogočega k težkemu, vendar je ostalo še veliko težkih stvari."

Ekipa Venus pravi, da so naredili tri ključne napredke, ki so projekt premaknili iz področja nemogočega. Prvi je patentiran rotacijski detonacijski raketni motor (RDRE). Druga je oblika letala. Tretji je aktivni hladilni sistem.

Preprosto povedano, an RDRE detonira namesto sežge svoje tekoče gorivo. Obročasti (obročasti) reaktor v notranjosti sproži kemične reakcije, ki potiskajo koncentrične impulze nadzvočnega plina iz izpušne šobe, kar ustvarja potisk.

RDRE so znani po tem, da proizvajajo več potiska z manj goriva kot običajne rakete, saj pri višjih temperaturah gorivo bolj izgorevajo. Potencialno ponujajo prenos toplote in druge prednosti, vključno s težo in kompaktnostjo. Andrew pravi, da je motor, ki ga je Venus razvil in laboratorijsko testiran v majhnem obsegu, za 15 % bolj učinkovit kot primerljive rakete, kar osvobaja maso letala za potnike in praktične stvari, kot sta tlačna kabina in podvozje.

Sredstva, ki jih je Venus zbrala do zdaj, so ji omogočila, da je prišla do točke, ko smo: »Dokazali smo, da imamo način za dosego našega detonacijskega motorja, da obstajajo načini, kako ga ohraniti hladnejšega,« trdi Duggleby.

Gorivo, ki ga bo uporabljal njegov motor, je ohlapno primerjal z mešanico, ki jo uporablja Space Shuttle, katerega glavni motor zgoreli tekoči vodik in tekoči kisik. Toda za razliko od razvijalca hiperzvočnih tovornih letal Dawn Aerospace, ki je razkrila, da bo njegov raketni motor uporabljal tekočo mešanico visokotestnega peroksida (HTP) in kerozina, Venus ne deli sestave svojega tekočega goriva, saj navaja, da je "ključni del tega, kako ohranjamo motor hladen .”

Podjetje molči tudi o zasnovi svojega letala, ki bo moral leteti in dobro manevrirati tako pri počasnih podzvočnih kot pri hiperzvočnih hitrostih. Duggleby omogoča, da je "waverider", oblikovan tako, da ustvari en sam udarni val in ujame žep visokotlačnega zraka pod trebuh vozila za povečan dvig.

NASA-in Boeing X-51 je uporaben primer valovitega kolesa, toda karkoli bo Venera predstavljena (se še ni zožila med petimi kandidatnimi oblikami), bo verjetno videti drugače. Za začetek bo imel sovoznikova okna in običajen rep. Ali ima prednja okna v pilotski kabini za pilote, še ni ugotovljeno.

Andrew Duggleby pravi, da bo Venus "upajmo, da bo kmalu razkrila" letalo, vendar ne bo razpravljal o časovnici. Na Univerzi v Arizoni so bili opravljeni testi subscale modelov vetrovnik s hitrostjo 5 Mach, kjer je Venera celo opravila nekaj validacije »pri tej hitrosti«.

Kot pri drugih hiperzvočnih konceptih lahko pričakujemo, da bo gibanje pri 9 Mach ustvarilo veliko toplote. Duggleby pravi, da je to na višini 170,000 čevljev prednost, ker tamkajšnja tanka atmosfera ponuja manj toplotnega trenja kot na nižjih nadmorskih višinah. Toplota bo vplivala predvsem na nos letala, težavo, ki jo bo Venus, kot pravi Venus, premagala s 3D-natisnjenim nosom z novo shemo notranjega hlajenja. Duggleby jo opisuje kot "toplotno cev na vodilnem robu, ki dejansko širi toploto ven." Prednji robovi kril lahko vključujejo podoben sistem.

Preostali del letala, pravi, ne bo uporabljal eksotičnih materialov za odvajanje toplote. Za znižanje stroškov bo uporabljal "standardni vesoljski material", čeprav Duggleby ne bo navedel, kaj.

Kljub odločnemu pomanjkanju javnih informacij o svojih treh tehnoloških ključih Venus Aerospace uživa zaupanje svojih podpornikov tveganega kapitala. Sassie Duggleby označuje skupino vlagateljev, ki jih je zbral Prime Movers Lab, kot »potrpežljiv kapital«.

Tehnična partnerica Prime Movers Lab Liz Stein pravi, da ima zagon »program, bogat s strojno opremo«, pri čemer navaja uspešen vroč ogenj njegovega dokazanega koncepta motorja, testiranje v vetrovnikih v podskali modela in sodelovanje z Georgia Tech za najsodobnejši dizajn hlajenja.

Stein je dodal, da je podjetje Prime Movers podprlo Venus s predstavitvijo osebja za hiperzvok v Nasi ter delil orodja za analizo in raziskovalne dokumente. Pokazala je tudi na NASA-Deloitte in NASA-SAIC tržne študije, ki opisujejo povpraševanje po hiperzvočnem zračnem prometu, za katerega Stein trdi, da je "signal tržnega povpraševanja obstaja za to, da sistemi za visoke hitrosti letenja delujejo dobičkonosno brez vladne pomoči."

Vsi se ne strinjajo in mnogi opozarjajo na primer Concordea, ki je zahteval podporo več vlad in nikoli ni bil brez stroškov.

"Sovražniki vedno opozarjajo na Concorde, da zavrnejo komercialno izvedljivost hitrega letenja, ne da bi razumeli, zakaj je Concorde propadel," pravi Stein.

Trdi, da je bilo to povezano z ogromnim zahtevanim začetnim kapitalom (18.8 milijarde dolarjev) in operativnimi ponavljajočimi se stroški. Glavni med slednjimi je bilo gorivo, ki ga je požrl Concordov motor Olympus 593, katerega naknadni gorilniki so ob vzletu porabili toliko soka, da je bilo "več kot polovica vzletne teže Concorda goriva."

To pa je zahtevalo nevzdržne cene vozovnic na sedež za nadzvočno letalo s približno 100 potniki. Posledica je, da Venerin hiperzvočni transport ne bo imel takšne težave. Ker pa ne vemo, katero mešanico raketnega goriva bo uporabil, in ker so stroški tekočega goriva zelo različni, je ocena stroškov težko ali nemogoča.

Letalo, ki ga predlaga Venus, bo prepeljalo manj potnikov in bo verjetno manjše od Concorda. S svojim hibridnim pogonom lahko porabi manj neto energije, vendar bodo stroški goriva (in skupni obratovalni stroški) razporejeni na samo 12 sedežev na vsakem letu. Izračun računa za gorivo za letalo, ki ni niti eksperimentalno realiziran, se zdi tvegana naloga za najbolj potrpežljivega vlagatelja. Vendar to morda ni pomembno.

Več Poročila na Venus Aerospace kažejo, da je na pravi poti, da bo v naslednjih dveh letih ustvarila prihodke. Verjetno bi to storil tako, da bi svojo intelektualno lastnino delil z ministrstvom za obrambo. Kot AFWERX' 60 milijonov dolarjev naložbe v oddajah Hermeus se zračne sile in Ministrstvo za obrambo nasploh ukvarjajo z napredovanjem hiperzvočne tehnologije za rakete, drone za večkratno uporabo, satelite in letala ter spodbujanje rasti zasebnega sektorja.

Navdušenje DoD ni za hiperzvočne komercialne prevoze. Namesto tega išče realno dosegljiva manjša vozila v kratkih časovnih okvirih. Višji uradnik v obrambnem/vladnem znanostnem in tehnološkem establišmentu mi je rekel: »Če je Ministrstvo za obrambo zaskrbljeno zaradi hiperzvoka, so morda osredotočeni na poraz [tj. boj proti hiperzvočnemu orožju]. Morda bodo morali preizkusiti poraz [sisteme] in dron bi to lahko omogočil."

Tako kot Hermeus tudi Venus Aerospace načrtuje razvoj brezpilotnega letala, ki bo dokazal svojo tehnologijo. To, ali katero koli podjetje sčasoma pride do hiperzvočnega transporta, verjetno ni osrednjega pomena za njihove poslovne primere ali za njihove vlagatelje.

Vesoljsko letalo ali Bust

Ocenjuje se, da bo Boom, ki je dlje na svoji poti od Venere, potreboval več kot milijardo dolarjev za realizacijo svojega nadzvočnega transporta.

Na vprašanje o skupnih stroških za Venus po dolgem premoru Sassie Duggleby pravi, da je njihova ocena v "razponu milijard dolarjev". To združuje s opozorilom, da ima Venus »priložnosti za zgodnji prihodek z dronom. Ne gre za vesoljsko letalo ali doprsje."

"Uporaba državnih sredstev za zmanjšanje tega tveganja je ena naših ključnih stvari, pravi. "Ne verjamemo, da potrebujemo polno milijardo dolarjev financiranja tveganega kapitala, preden pridemo tja."

Venus pravi, da že ima nekaj državnih sredstev, da bi ji pomagala priti tja. To morda izhaja iz pogodbe o prenosu tehnologije za mala podjetja AFWERX (STTR, faza I-II), čeprav tega nisem mogel potrditi. Če je tako, je verjetno Veneri prinesla okoli 800,000 $.

Začetna pot je tista, za katero par pravi, da sta se vneto sprejela po letih z uveljavljenimi podjetji. V tem duhu Sassie pravi: »Ali se bomo učili stvari in mislili, da se moramo obrniti? Seveda, toda to je veselje startup sveta. To je veselje do inovacij."

Zdi se, da je mešano sporočanje, funkcija, ki je vključena tudi v trditve Venus Aerospace, da zgradi vesoljsko letalo brez ogljika in da bo letelo do leta 2030. Tisti, ki bodo pozorni, bodo spoznali, da se vesolje običajno začne na 62 milj (330,000) nad Zemljo. . Sassie Duggleby priznava, da Venerino namišljeno vozilo doseže le približno polovico vesolja - oziroma do Macha, ki bi ga potrebovalo, da bi se izognilo zemeljski gravitaciji. Zakaj bi mu potem rekli vesoljsko letalo?

"Imenujemo ga vesoljsko letalo, ker pride večinoma tja," pravi Andrew Duggleby. »Nismo vozilo, ki diha zrak. Nismo samo hiter letalo. Zato je bolje, da mu rečemo vesoljsko letalo."

Ko poudarim, da bi potniki, ki plačujejo vozovnico, morda pričakovali, da bodo v vesolje šli z vesoljskim letalom, Sassie odgovori, da: "Ko rečete vesoljsko letalo, ljudje ponavadi razumejo, da to ni samo standardno letalo."

Morda bi tudi razumeli, da je malo verjetno, da bo Venerino letalo in raketa brez emisij ogljika (da ne omenjamo vložkov za izgradnjo takšnega transporta). Biogoriva z nizko vsebnostjo ogljika in sintetična letalska goriva so na obzorju, vendar je vprašanje, ali bodo do leta 2030 široko dostopna (ali cenovno konkurenčna).

Kar zadeva raketo, je Space Shuttle oddajal večinoma vodno paro iz tekočega goriva, ki ga je zažgal. Od Venerinega letala se ne pričakuje, da bo delovalo na enaki napravi. In znanstveniki pravijo, da nimamo zelo dobrih podatkov o tem, kaj oddajajo rakete na tekoče gorivo, zlasti v zgornji atmosferi. Ne glede na to, kakšno raketno gorivo gori hiperzvočno letalo Venus Aerospace, bo potrebno tudi posebno ravnanje na letališčih ali vesoljskih pristaniščih.

Andrew Duggleby pravi, da to ni velik izziv, čeprav se strokovnjaki za goriva in varnost morda ne strinjajo. Morda se spomnite, da je bil Airbusov ogromen A380 izključen iz številnih letališč zaradi tako vsakdanjih premislekov, kot je potreba po ojačanem materialu za rampe/pristajalne steze in različnih zračnih mostovih za vkrcanje/razplaniranje potnikov.

Prav tako bi morali ugibati, da bi Venerin hiperzvočni letalnik potreboval vzletno-pristajalne steze dolžine 10,000 čevljev (Andrew pravi, da imajo 15 kandidatnih poti/cilj) in da bi verjetno imelo visoko končno priletno hitrost s posledicami zračnega prometa. Dugglebyjevi tam na cesti ne vidijo večjih izboklin.

Presenetljivo pravijo, da bo Venera vertikalno integrirana, vključno z gradnjo lastnih raketnih motorjev. Običajni osumljenci od United Launch Alliance do Northrop-Grummana do SpaceXa niso del njihovega načrta, ki bo očitno videl motorje, proizvedene v vesoljski pristaniščih v Houstonu.

Nekateri 40-člansko osebje Venus ima izkušnje z raketiranjem, pravijo glavni častniki. Nisem vprašal, ali je ta izkušnja bolj osredotočena na drone/subscale vozila kot na vozilo polnega obsega. Kakšne količine bodo potrebne, je drugo vprašanje, na katerega ni odgovora. Seže v bistvo poslovnega predloga.

Venus ni javno napovedala stroškov svojega letala. Podobno ni znano, koliko lahko stanejo karte. Sassie pravi, da ima podjetje notranje modele stroškov. »Radi bi ga ohranili blizu cene vozovnice v prvem razredu. Dejavnikov je veliko in še vedno smo v zgodnjih fazah, kako bo to dejansko izgledalo."

Ti dejavniki vključujejo pogostost letov. Venusova metodologija hlajenja in zasnova ogrodja bosta omogočila dvourni preobrat letala, trdi Andrew Duggelby. Venus cilja na štiri lete na dan. Za razliko od glavnih raket Space Shuttlea, ki jih je bilo treba podrti po vsakem letu, bodo RDRE v Venusovih letalih opravili 100 načrtovanih letov pred potrebnimi pregledi motorja in 1,000 letov pred preverjanjem nivoja ponovne izgradnje. »Da, to je težko,« priznava Andrew, »vendar naša prvotna zasnova kaže izvedljivost.

Izvedljivost je bila vprašanje, dokler so obstajala resna hiperzvočna prizadevanja za letenje iz zgodnjih osemdesetih let prejšnjega stoletja v British Aerospaceu. HOTOL Konvencionalno vzletno/pristajalno vozilo za večkratno uporabo v poznih osemdesetih letih prejšnjega stoletja, ki ga je navdihnilo Nasa Reagan Orient Express projekt hiperzvočnega letala.

Generalni direktor Venus Aerospace je podjetje večkrat omenil kot »tehnološko podjetje v zgodnji fazi«, kar nedvomno je. Njeni deli so lahko dejansko vredni več kot celota. Zato je nenavadno, da bi Venera ali drugi potencialni graditelji hiperzvočnega transporta javno zatrobili o cilju "letenja" za leto 2030.

Razlog, pravi Richard Aboulafia iz družbe AeroDynamic Advisory, je v naložbenih dolarjih. »HOTOL, Orient Express in drugi so bili v osemdesetih letih oddaljeni pet do deset let. Danes so hiperzvočni [transporti] oddaljeni pet do 10 let. Kakšno presenečenje."

»Urbana zračna mobilnost je pritegnila milijarde dolarjev. Da, veliko tega je smešno pretirano razglašenih, vendar je cilj [podjetji UAM] pridobivanje denarja. To je prvo delo."

Ali bi lahko Venus Aerospace pritegnil milijardo dolarjev, za katere pravi, da jih potrebuje za izgradnjo hiperzvočnega transporta? "Oglejte si naložbo, ki jo je UAM pritegnil lani," pravi Aboulafia. »Šala je na nas. Kar zadeva milijardo, opozorilo za spojler - to ni dovolj."

Dugglebyjevi razširijo metaforo »Home By Dinner« na osredotočenost Venus Aerospace na ravnovesje med poklicnim in zasebnim življenjem, kar po njihovem mnenju manjka večini letalskih družb. Kako se to ujema z načrtovanjem, testiranjem in izgradnjo polnega letečega hiperzvočnega letala do leta 2030, ni jasno. Trdijo, da bo pomagalo skrbno izogibanje stvarem, ki zamujajo časovni načrt projekta – napačno usmerjeno delo, preoblikovanje, prekomerni zapleti.

Andrew pravi, da je cilj do leta 2030 res časovni načrt »ne prej kot«. Sassie pravi, da si je treba prizadevati za to, da morda traja dodatnih pet let, da "čim hitreje prideš do izdelka."

"Ne delamo kompromisov glede našega poslanstva kot podjetja," potrjuje. Hiperzvočni transport je »absolutno razlog, da smo se pred dvema letoma odločili za ustanovitev podjetja. Tržna priložnost je neverjetna."

Ko je LensCrafters začel delovati v zgodnjih osemdesetih letih, je svoj slogan povezal s komercialno in tehnološko dosegljivim ciljem. Glede na stanje v letu 1980 se zdi, da bi potrebovali nekaj posebnih očal, da bi videli, ali je Venus Aerospace storil enako.