Společnost Houston Hypersonic Transport Startup slibuje osobní lety z LA do Tokia za hodinu

Pokud se pohybujete dostatečně dlouho, možná si vzpomenete na prodejce brýlí LensCrafters chytlavý reklamní slogan „Brýle asi za hodinu!“ Startup sídlící v Houstonu, Venus Aerospace slibuje, že vás od roku 2030 dopraví z Los Angeles do Tokia ve stejném rozpětí pomocí kosmického letadla. Je to slib, který je těžké vidět.

Společnost nezveřejnila obrázky designu svého dopravního letadla pro 12 cestujících. Na druhou stranu právě vydala zprávu, ve které nabízí financování série A ve výši 20 milionů dolarů, které získala ve spojení s Laboratoř Prime Movers, společnost rizikového kapitálu ve Wyomingu, která sama sebe popisuje jako investující do „průlomových vědeckých startupů“.

Společnost Venus Aerospace nyní získala celkem 33 milionů dolarů. Za rok své existence se startup rozrostl na 40 zaměstnanců a funguje z hangáru na kosmodromu v Houstonu (letiště Ellington). The uvolněte směle prohlašuje, že „Venus Aerospace staví vesmírné letadlo s nulovými emisemi uhlíku, které umožní jednohodinové cestování po světě.“

Hypersonický transport Venuše však nebude bez uhlíkových emisí. Nebude to ani vesmírné letadlo. Venus se připojuje k nově vznikající skupině nadějí na hypersonický transport, včetně společnosti sídlící v Atlantě Hermeus a právě ohlášené se sídlem v Pekingu Kosmická doprava, Který říká poletí cestujícími ze Shanghi do New Yorku za pouhé dvě hodiny.

Všichni tři tvrdí, že do roku 5 budou létat na plnohodnotných letadlech rychlostí 2030 Mach (kde začíná hypersonická rychlost). Všichni tři přijímají myšlenku sjednotit svět pomocí vysokorychlostní dopravy, stejně jako poměrně hloupý nadzvukový aspirant. Výložník.

Venus přehodila frázi „Home By Dinner“, aby popsala teoretickou zpáteční cestu LA do Tokia během pracovního dne chytrým manažerem zaměřeným na večeři s rodinou. Hermeus nafoukaně vydává výzvu „Race You There“.

Vize a humbuk se do jisté míry podobají scéně městské letecké mobility v malé nadmořské výšce, ale metaforicky vysoko létající a jejímu dosud nerealizovanému (ale vždy hned za rohem) trhu.

Otázka, do jaké destinace Venus Aerospace a její potenciální konkurenti reálně míří, je užitečná otázka.

Hypersonický hybrid

Dalo by se přirovnat Venuší navrhované letadlo k hybridnímu autu. Stejně jako paralelní spalovací motor a elektrické hnací ústrojí běžné v takových vozidlech bude hypersonický design společnosti spoléhat na dva pohonné systémy – konvenční proudový motor a raketu.

Je to strategie, která se výrazně liší od Hermeusova vzduchem dýchajícího turbínového kombinovaného cyklu (TBCC) přiblížení motoru nebo co vypadá jako kombinace raketového posilovače na tuhé palivo a hlavní rakety na kapalné palivo od Space Transportation.

Podle spoluzakladatelů společnosti a manželů Sarah a Andrewa Dugglebyových je při výběru motivován teoretický operační koncept Venuše. Oba jsou letečtí veteráni se stážemi ve Virgin Orbit a Virgin Galactic. Oba mají inženýrské vzdělání (Andrew je bývalým profesorem strojního inženýrství na Virginia Tech a Texas A&M a námořnickým záložním inženýrským důstojníkem), přičemž Sarah (nebo Sassie, jak je známá) slouží jako generální ředitelka a Andrew jako technický ředitel.

Letoun, o kterém Venus říká, že ho postaví, má být z velké části zapojen do stávající infrastruktury letecké dopravy. Říkají, že bude schopen vzlétnout ze standardní dráhy v LAX a vyšplhat do nominální konvenční cestovní výšky (35,000 XNUMX stop nebo tak nějak) pomocí svého proudového motoru. Poté se proudnice odstaví a uzavře se její přívod/výfuk. Přitom se spustí raketový motor na kapalné palivo.

Raketa urychluje letadlo na Mach 9 (asi 6,850 0.5 mph) při zrychlení přibližně 170,000 g (o něco více než letadlo při startu, podle Andrewa), když stoupá do maximální výšky 10 9 stop. Letadlu trvá zhruba XNUMX minut, než dosáhne Mach XNUMX, což je rychlost, kterou si udrží dalších pět minut.

Raketa poté zhasne a z dopravního letadla se stane hypersonický kluzák, který bez pohonu klesá ke svému cíli po dobu 45 minut a zpomalí na přibližně 0.1 g. Jakmile se vrátíte do téměř 35,000 XNUMX stop, proudový motor se restartuje a letadlo se připojí k běžným dopravním letadlům ve frontě řízení letového provozu, aby vektory přistály v Naritě (Tokio).

Zní to jako potenciálně proveditelné v určitém okamžiku v budoucnu, ale nedostatek konkrétních detailů a obchodního plánu je do očí bijící.

Nemožné až těžké

Andrew Duggleby říká, že v krátké historii Venus Aerospace: „Přešli jsme od nemožného k těžkému, ale stále zbývá spousta těžkých věcí.“

Tým Venus tvrdí, že udělal tři klíčové pokroky, které posunuly projekt z říše nemožného. První je patentovaný rotující detonační raketový motor (RDRE). Druhým je tvar letadla. Třetím je systém aktivního chlazení.

Jednoduše řečeno, an RDRE svou kapalnou pohonnou látku spíše detonuje než spálí. Prstencový (prstencový) reaktor uvnitř spouští chemické reakce, které vytlačují soustředné pulsy nadzvukového plynu z výfukové trysky a generují tah.

RDRE jsou známé tím, že produkují větší tah s menším množstvím paliva než konvenční rakety a spalují palivo úplněji při vyšších teplotách. Potenciálně nabízejí přenos tepla a další výhody včetně hmotnosti a kompaktnosti. Andrew říká, že motor, který Venus vyvinula a laboratorně testovala v malém měřítku, je o 15 % úspornější než srovnatelné rakety, čímž uvolňuje hmotu letadla pro cestující a praktické věci, jako je přetlaková kabina a podvozek.

Financování, které Venuše dosud získala, jí umožnilo dostat se do bodu, kdy: „Dokázali jsme, že máme způsob, jak dosáhnout našeho detonačního motoru, že existují způsoby, jak ho udržet chladnějším,“ tvrdí Duggleby.

Volně přirovnal palivo, které jeho motor použije, ke směsi používané raketoplánem, jehož hlavní motor spaloval kapalný vodík a kapalný kyslík. Ale na rozdíl od vývojáře hypersonických nákladních letadel Dawn Aerospace, která odhalila, že její raketový motor bude používat kapalnou směs vysoce testovaného peroxidu (HTP) a petroleje, Venus nesdílí složení svého kapalného paliva s tím, že jde o „klíčovou součást toho, jak udržujeme motor chladný“. .“

Společnost také mlčí o konstrukci svého draku, který bude muset dobře létat a manévrovat při nízkých podzvukových i nadzvukových rychlostech. Duggleby umožňuje, aby se jednalo o „waverider“ tvarovaný tak, aby vytvářel jednu rázovou vlnu a zachycoval kapsu vysokotlakého vzduchu pod břichem vozidla pro zvýšení zdvihu.

Boeing X-51 NASA je užitečným příkladem waverideru, ale ať už Venuše přijde s čímkoli (ještě se nezúžila z pěti kandidátských tvarů), bude pravděpodobně vypadat jinak. Pro začátek bude mít okna pro cestující a konvenční záď. Zda má přední okna kokpitu pro piloty, zatím nebylo určeno.

Andrew Duggleby říká, že Venus „snad brzy odhalí“ drak, ale nebude diskutovat o časové ose. Testy dílčích modelů byly provedeny na University of Arizona Mach 5 aerodynamický tunel, kde Venuše dokonce provedla určité ověření „v této rychlosti“.

Stejně jako u jiných hypersonických konceptů lze očekávat, že pohyb rychlostí 9 Mach bude generovat velké množství tepla. Duggleby říká, že to ve výšce 170,000 3 stop je výhodou, protože tamní řídká atmosféra nabízí menší tepelné tření než v nižších nadmořských výškách. Teplo ovlivní zejména nos letadla, což je problém, který Venus říká, že překoná s XNUMXD vytištěným nosem s novým schématem vnitřního chlazení. Duggleby to popisuje jako „tepelnou trubici na přední hraně, která ve skutečnosti šíří teplo ven. Náběžné hrany křídel mohou zahrnovat podobný systém.

Zbytek letadla, říká, nebude používat exotické materiály k rozptýlení tepla. K udržení nízkých nákladů bude využívat „standardní letecký materiál“, ačkoli Duggleby neupřesní jaké.

Navzdory zjevnému nedostatku veřejných informací o svých třech technologických klíčích se Venus Aerospace těší důvěře svých podporovatelů rizikového kapitálu. Sassie Duggleby charakterizuje skupinu investorů sestavenou společností Prime Movers Lab jako „kapitál pacientů“.

Technická partnerka Prime Movers Lab Liz Stein říká, že startup má „hardwarově bohatý program“, přičemž uvádí úspěšný žhavý oheň jeho proof-of-concept motoru, testování subscale modelu aerodynamického tunelu a spolupráci s Georgia Tech na špičkovém designu chlazení.

Stein dodal, že Prime Movers podpořil Venuši představením hypersonického personálu v NASA a sdílel analytické nástroje a výzkumné dokumenty. Také ukázala na NASA-Deloitte a NASA-SAIC tržní studie popisující poptávku po hypersonické letecké dopravě, o nichž Stein tvrdí, že „signál poptávky na trhu existuje pro vysokorychlostní letové systémy, aby fungovaly ziskově bez vládní pomoci“.

Ne všichni souhlasí a mnozí poukazují na příklad Concordu, který vyžadoval podporu několika vlád a nikdy se nezlomil.

"Nenávistníci vždy poukazují na Concorde, aby odmítli komerční životaschopnost vysokorychlostního letu, aniž by chápali, proč Concorde selhal," říká Stein.

Tvrdí, že to souviselo s masivním požadovaným počátečním kapitálem (18.8 miliardy dolarů) a provozními opakujícími se náklady. Hlavním z nich bylo palivo spolknuté motorem Olympus 593 Concordu, jehož přídavné spalování spotřebovalo při vzletu tolik šťávy, že „více než polovinu vzletové hmotnosti Concordu představovalo palivo“.

To si zase vyžádalo neudržitelné ceny letenek za sedadlo u nadzvukového dopravního letadla pro přibližně 100 cestujících. Z toho vyplývá, že hypersonický transport Venuše nebude mít takový problém. Protože však nevíme, jakou směs raketového paliva použije, a náklady na kapalné palivo se velmi liší, odhad nákladů je obtížné až nemožné.

Letadlo navržené Venuší přepraví méně cestujících a pravděpodobně bude menší než Concorde. Díky hybridnímu pohonu může spotřebovat méně čisté energie, ale jeho náklady na palivo (a celkové provozní náklady) se rozloží na pouhých 12 sedadel na každý let. Výpočet účtu za palivo pro letadlo, které nebylo ani experimentálně realizováno, se zdá být pro nejtrpělivějšího investora riskantní. To však nemusí vadit.

Několik Zprávy na Venus Aerospace naznačují, že je na dobré cestě k dosažení generování příjmů v příštích dvou letech. Pravděpodobně by tak učinila sdílením svého duševního vlastnictví s ministerstvem obrany. jako AFWERX' $ 60 milionů investic na výstavách Hermeus se letectvo a ministerstvo obrany obecně zaměřují na pokrokové hypersonické technologie pro rakety, opakovaně použitelné drony, satelity a letadla, stejně jako na urychlení růstu soukromého sektoru.

Nadšení ministerstva obrany není pro hypersonické komerční transporty. Spíše jde o hledání realisticky dosažitelných menších vozidel v krátkých časových liniích. Vysoký úředník z obranného/vládního vědeckého a technologického establishmentu mi řekl: „Pokud se ministerstvo obrany zajímá o hypersoniku, může se soustředit na porážku [tj. čelit hypersonickým zbraním]. Možná budou muset otestovat porážku [systémy] a dron by to mohl umožnit.“

Stejně jako Hermeus, i Venus Aerospace plánuje nejprve vyvinout dron, aby prokázal svou technologii. To, zda se kterákoli společnost nakonec dostane k hypersonické přepravě, pravděpodobně není ústředním bodem jejich příslušných obchodních případů nebo jejich investorů.

Spaceplane nebo Busta

Odhaduje se, že Boom, který je na své cestě dále než Venuše, bude potřebovat více než miliardu dolarů na realizaci svého nadzvukového transportu.

Když se Sassie Duggleby zeptal na celkové náklady na Venuši, po dlouhé odmlce řekl, že jejich odhad je v „miliardovém rozsahu“. Spojuje to s upozorněním, že Venuše má „příležitosti pro zisk v rané fázi s dronem. Není to vesmírné letadlo nebo krach."

„Využití vládního financování ke snížení tohoto rizika je jednou z našich klíčových věcí, říká. "Nevěříme, že potřebujeme celou miliardu dolarů ve financování rizikového kapitálu, než se tam dostaneme."

Venus říká, že už má nějaké vládní finance, které jí pomohou se tam dostat. To může pocházet ze smlouvy AFWERX Small Business Technology Transfer (STTR, fáze I-II), ačkoli jsem to nemohl potvrdit. Pokud ano, pravděpodobně to Venuši přineslo kolem 800,000 XNUMX $.

Počáteční cesta je ta, o které pár říká, že ji po letech se zavedenými společnostmi dychtivě přijali. V tomto duchu Sassie říká: „Budeme se učit věci a myslíme si, že se musíme otočit? Jistě, ale to je radost ze světa startupů. To je radost z inovace.“

Zdá se, že jde o smíšené zprávy, což je funkce obsažená také v tvrzeních společnosti Venus Aerospace, že postaví bezuhlíkové vesmírné letadlo a bude létat do roku 2030. Ti, kteří věnují zvýšenou pozornost, si uvědomí, že vesmír je obecně dohodnut tak, aby začínal ve výšce 62 mil (330,000 XNUMX) nad Zemí. . Sassie Duggleby uznává, že fiktivní vozítko Venuše se dostane jen asi napůl cesty do vesmíru – nebo k Machovi, který by potřeboval k úniku ze zemské gravitace. Proč tomu tedy říkat vesmírné letadlo?

"Říkáme tomu vesmírné letadlo, protože se většinou dostane tam," nabízí Andrew Duggleby. „Nejsme vozidlo dýchající vzduch. Nejsme jen rychlý tryskáč. Takže je lepší tomu říkat vesmírné letadlo.“

Když podotknu, že cestující, kteří platí jízdné, mohou očekávat, že poletí do vesmíru vesmírným letadlem, Sassie odpoví, že „Když se řekne vesmírné letadlo, lidé mají tendenci chápat, že to není jen standardní tryskáč.“

Mohli by také pochopit, že tryskové letadlo a raketa Venuše pravděpodobně nebudou bez uhlíkových emisí (nemluvě o vstupech do budování takového transportu). Nižší uhlíková biopaliva a syntetická letecká paliva jsou na obzoru, ale zda budou široce dostupná (nebo cenově konkurenceschopná) do roku 2030, je otázkou.

Pokud jde o raketu, raketoplán emitoval převážně vodní páru z kapalného paliva, které spálil. Neočekává se, že Venušino letadlo bude jezdit na stejné věci. A vědci tvrdí, že nemáme moc dobrá data o čem vypouštějí rakety na kapalné palivozejména v horních vrstvách atmosféry. Ať už hypersonické dopravní letadlo Venus Aerospace spálí jakékoli raketové palivo, bude také potřebovat speciální zacházení na letištích nebo kosmodromech.

Andrew Duggleby říká, že to není velká výzva, ačkoli odborníci na paliva a bezpečnost nemusí souhlasit. Někdo si možná vzpomene, že obrovský A380 Airbusu byl uzavřen z řady letišť z důvodů tak všedních, jako je potřeba zesíleného materiálu ramp/dráhy a různých vzdušných mostů pro nastupování/vystupování cestujících.

Člověk by také musel hádat, že hypersonické dopravní letadlo Venuše by potřebovalo 10,000 15 stop (Andrew říká, že mají XNUMX kandidátských tras/cílů) a pravděpodobně bude mít vysokou rychlost konečného přiblížení s důsledky pro letecký provoz. Dugglebyové tam žádné větší hrboly na silnici nevidí.

Překvapivě se říká, že Venuše bude vertikálně integrovaná, včetně stavby vlastních raketových motorů. Obvyklí podezřelí od United Launch Alliance přes Northrop-Grumman až po SpaceX nejsou součástí jejich plánu, který zřejmě uvidí motory vyráběné v zařízeních společnosti Houston Spaceport.

Některá část 40členného personálu Venuše má zkušenosti s budováním raket, říkají její šéfové. Neptal jsem se, zda je tato zkušenost více zaměřena na drony/podrozsahové vozidlo než na plnohodnotné vozidlo. Jaké objemy budou potřeba, je další otázka, která zůstala nezodpovězena. Dostává se k jádru obchodní nabídky.

Venus neučinila žádné veřejné projekce o ceně svých letadel. Stejně tak není známo, kolik mohou stát vstupenky. Sassie říká, že společnost má interní nákladové modely. „Rádi bychom to udrželi blízko ceny vstupenek první třídy. Existuje mnoho faktorů a stále jsme v rané fázi toho, jak to bude ve skutečnosti vypadat.“

Mezi tyto faktory patří frekvence letů. Metodika chlazení Venuše a konstrukce draku letadla umožní dvouhodinový obrat letadla, tvrdí Andrew Duggelby. Venuše míří na čtyři lety denně. Na rozdíl od hlavních raket raketoplánu, které musely být strženy po každém letu, provedou RDRE v letadlech Venuše 100 plánovaných letů před nezbytnými kontrolami motoru a 1,000 XNUMX letů před přestavbou kontroly hladiny. „Ano, je to náročný úkol,“ uznává Andrew, „ale náš původní návrh ukazuje proveditelnost.

Uskutečnitelnost byla otázkou tak dlouho, dokud od začátku 1980. let British Aerospace existovaly seriózní hypersonické lety. HOTOL opakovaně použitelné konvenční vzletové/přistávací vozidlo pro NASA inspirované Reaganem z konce 1980. let Orient Express projekt hypersonického letadla.

Generální ředitel společnosti Venus Aerospace tento podnik několikrát označil za „technologickou společnost v rané fázi“, kterou nepochybně je. Jeho části mohou mít ve skutečnosti větší cenu než celek. To je důvod, proč je zvláštní, že Venuše nebo jiní případní stavitelé hypersonických transportů veřejně vyhlásí cíl do roku 2030 „létat“.

Důvod, říká Richard Aboulafia z AeroDynamic Advisory, spočívá v investičních dolarech. „HOTOL, Orient Express a další byly v 10. letech vzdálené pět až 1980 let“. Dnes jsou hypersonické [dopravy] vzdálené pět až 10 let. To je ale překvapení."

„Městská letecká mobilita přilákala miliardy dolarů. Ano, hodně z toho je směšně přehnané, ale cílem [společností UAM] je nashromáždit peníze. To je práce jedna."

Mohla by Venus Aerospace přilákat miliardu dolarů, kterou prý potřebuje k vybudování hypersonického transportu? „Podívejte se na investice, které UAM loni přilákala,“ říká Aboulafia. "Vtip je na nás." Pokud jde o miliardu, upozornění na spoilery – to nestačí.“

Dugglebys rozšiřují metaforu „Home By Dinner“ na zaměření Venus Aerospace na rovnováhu mezi pracovním a soukromým životem, což je funkce, která podle nich většině leteckých společností chybí. Jak se to shoduje s návrhem, testováním a stavbou plnohodnotného létajícího hypersonického dopravního letadla do roku 2030, není jasné. Tvrdí, že důsledné vyhýbání se věcem, které zdržují časovou osu projektu – nesprávně zaměřená práce, přepracování, přílišné komplikace – pomůže.

Andrew při dalším naléhání říká, že cíl do roku 2030 je ve skutečnosti časový plán „ne dříve než“. Sassie říká, že je to něco, o co je třeba usilovat, že možná bude trvat dalších pět let, než se „dostanete k produktu co nejrychleji“.

„Neděláme kompromisy ohledně našeho poslání jako společnosti,“ potvrzuje. Hypersonická doprava je „naprostým důvodem, proč jsme se před dvěma lety rozhodli společnost založit. Příležitost na trhu je neuvěřitelná."

Když se LensCrafters na začátku 1980. let rozběhl, spojil svůj slogan s komerčně a technologicky dosažitelným cílem. Jak se věci mají v roce 2022, zdá se, že by to chtělo nějaké speciální brýle, abychom viděli, zda Venus Aerospace udělala totéž.