A17! rp.pl/nauka Sobota – niedziela27 – 28 lipca 2013 CCywilizacjaywilizacja

TECHNIKA | Mi!dzykontynentalne maszyny przysz"o#ci dla skrócenia czasu lotu wznios$ si! ponad atmosfer! ziemsk$.

KRZYSZTOF URBA!SKI

Osi!ganie pr"dko#ci kilkakrot-nie przekraczaj!cej pr"dko#$ d%wi"ku – co najmniej Mach 5 – marzy si" g&ównie wojsko-wym, którzy chcieliby dyspo-nowa$ tak szybkimi rakietami, które by&yby w stanie zasko-czy$ przeciwnika. Ale rekiny finansowe z londy'skiego city nie mia&yby nic przeciw spo-tkaniu z kolegami z Wall Street w Nowym Jorku po godzinnej podró(y superszybkim samo-lotem.

Wizja b&yskawicznych po-dró(y w powietrzu towarzyszy nam od czasu pionierów. Z czasem eksperymenty dopro-wadzi&y do przekraczania ba-riery d%wi"ku, potem przysz&a kolej na samoloty powszech-nego u(ytku.

S&ynny Concorde, który od 10 lat jest ju( na emeryturze, tras" Londyn–Nowy Jork po-konywa& w trzy i pó& godziny.

Krótka kariera

Ale nadd%wi"kowa podró( lotnicza nadal poci!ga pasa(e-rów – nie mówi!c o pilotach i in(ynierach. Z pomoc! nowo-czesnych materia&ów i techno-logii kosmicznych i zaawanso-wanych symulacji komputero-wych naukowcy usi&uj! rozwi!za$ problemy które n"ka&y Concorde’a. Na razie bez wielkiego sukcesu. Praco-wa&y nad nimi m.in. Boeing, Lockheed Martin i NASA. Rzecz w tym, (e in(ynierowie usi&uj! poprawi$ konstrukcj" klasycznej maszyny nad-d%wi"kowej, która chyba

osi!gn"&a ju( kres swoich mo(liwo#ci.

Okres fascynacji samolota-mi przekraczaj!cymi pr"dko#$ d%wi"ku rozpocz!& si" 14 pa%dziernika 1947 r., gdy ame-ryka'ski pilot wojskowy Charles Yeager w ekspery-mentalnym samolocie z nap"-dem rakietowym X-1 zosta& wypuszczony z komory bom-bowej superfortecy B-29 i pierwszy na #wiecie pokona& barier" d%wi"ku.

Ponadd%wi"kowe samoloty by&y pocz!tkowo budowane przez wojsko. Ale konstrukcja maszyny bojowej i komercyj-nego samolotu przewo(!cego pasa(erów to zupe&nie ró(ne wyzwania. Zapewnienie ak-ceptowalnych warunków po-dró(y dla p&ac!cych za bilety pasa(erów by&o jednym z wyzwa', znacznie przekracza-j!cym wymagania konstruk-cyjne dla samolotu wojskowe-go. Przez d&ugie lata perspek-tywa lotów nadd%wi"kowych i superszybkich podró(y pasa-(erskich pozostawa&a niespe&-nionym marzeniem. Ale to nie powstrzyma&o prób. Jedyny-mi udanymi by&y brytyjsko--francuska konstrukcja Con-corde’a, i radziecki Tupolew Tu-144.

Wysokie koszty sprawi&y, (e Francuzi i Brytyjczycy musieli po&!czy$ si&y. W marcu 1969 r. elegancki samolot wzbi& si" w niebo po raz pierwszy. Con-corde zacz!& loty komercyjne w 1976 r. Zako'czy& latanie 27 lat pó%niej po tragicznym wy-padku, pojawiaj!cych si" obawach o bezpiecze'stwo i rosn!cych lawinowo kosztach. Kariera Tu-144 trwa&a jeszcze krócej: od oblatania samolotu

do wycofania z linii lotniczych min"&o zaledwie dziesi"$ lat. Mimo najró(niejszych pomy-s&ów dotychczas nie powsta&a (adna maszyna pasa(erska, która by&aby w stanie lata$ równie szybko jak Concorde czy Tu-144.

W styczniu 1953 r. Associa-ted Press opublikowa&a depe-sz", w której przytacza&a roz-mow" dwóch dyrektorów to-warzystw lotniczych. Jeden mówi& do drugiego: „W ci!gu najbli(szych 50 lat nasze wnu-ki b"d! prawdopodobnie ogl!da$ nadd%wi"kowe samo-loty pasa(erskie zabieraj!ce na pok&ad po 500 osób, za które b"d! p&acili mniej ni( dzisiejsi pasa(erowie III klasy”.

Z tej wizji po 60 latach tylko liczba pasa(erów si" zgadza. Pr"dko#$ i cena biletów pozo-sta&y w sferze fantazji.

Klucz do sukcesu

– Wymarzony transatlantyc-ki lot w znacznie krótszym czasie ni( obecnie nie nast!pi w najbli(szej przysz&o#ci – przekonuje prof. Karthik Du-raisamy z ameryka'skiego Uniwersytetu Stanforda. – Za-nim co# takiego jak Concorde zobaczymy w przestworzach, b"dziemy musieli jeszcze d&ugo poczeka$ – od 15 do 20 lat. I nawet wtedy prawdopo-dobnie nie zostan! rozwi!za-ne wszystkie problemy, jakie n"ka&y Concorde’a.

Chocia( brytyjsko-francuski samolot ustanowi& wiele rekor-dów, nie zbli(y& si" do mitycz-nej jednej godziny pomi"dzy Nowym Jorkiem i Londynem. Jego najszybszy przelot mia&

miejsce 7 lutego 1996 r., kiedy tras" z USA do Wielkiej Bryta-nii pokona& w 2 godziny i 52 minuty. Concorde trafi& na list" rekordów dzi"ki tylnym wia-trom wiej!cym z pr"dko#ci! 280 km/h. Samolot osi!gn!& #redni! pr"dko#$ od startu do l!dowania 2011 km/h.

W 1974 r. dwóch oficerów ameryka'skich Si& Powietrz-nych na pok&adzie samolotu SR-71A Blackbird pokona&o tras" z Nowego Jorku do Lon-dynu w ci!gu godziny i 54 mi-nut. Ale zwiadowczy Blackbird osi!gaj!cy pr"dko#$ Mach 3 to zupe&nie inna kategoria ni( Concorde.

Spe&nienie marze' o super-szybkich lotach pasa(erskich nadejdzie prawdopodobnie z zupe&nie innej strony. Brytyj-ska firma Reaction Engines Limited (REL) z Culham w Oxfordshire pracuje nad konstrukcj! samolotu Skylon. Cho$ g&ównym zadaniem tych maszyn maj! by$ podró(e w kosmos znacznie ta'sze ni( dotychczas, samoloty mog&y-by s&u(y$ do szybkiej komu-nikacji mi"dzykontynental-nej. Kluczem do sukcesu Skylona ma by$ unikalny sil-nik Sabre.

Niezwyk&o#$ tego nap"du polega na tym, (e w powie-trzu dzia&a jak silnik odrzuto-wy, kiedy powietrza jest coraz mniej (na wysoko#ci ponad 26 km nad Ziemi!), prze&!cza si" na tryb pracy silnika ra-kietowego.

Cho$ pomys& takiego roz-wi!zania znany jest od lat 80., to rozwój technologii dopiero teraz pozwoli& na jego prak-tyczne opracowanie. Silnik korzysta z ciek&ego wodoru

jako paliwa i ciek&ego tlenu jako utleniacza.

Obecnie testowany jest kluczowy uk&ad – wymiennik ciep&a, który b"dzie sch&adza$ powietrze wpadaj!ce do silni-ka. Przed spr"(eniem i spale-niem wodoru powietrze musi by$ sch&odzone do -140 st. C w ci!gu 1/100 sekundy. Firma pracuje nad wymiennikiem ciep&a.

Przy du(ej pr"dko#ci, kilka-krotnie przewy(szaj!cej pr"dko#$ d%wi"ku, powietrze osi!ga wysok! temperatur" na skutek wzrostu ci#nienia. Aby silnik dzia&a& jak nale(y, powie-trze musi by$ sch&odzone, uk&ad ma by$ te( zabezpieczo-ny przed powstawaniem dro-binek lodu. Mog&yby zatka$ skomplikowany uk&ad.

Zredukowany "wiat

Wiadomo#ci z ostatniej chwili z firmy Reaction Engi-nes pozwalaj! wierzy$, (e dalsze prace rozwojowe nad tym silnikiem zostan! przy-#pieszone. Firma otrzyma&a od rz!du brytyjskiego 60 mln funtów i obietnic" dalszego wsparcia finansowego, a( do zbudowania dzia&aj!cego prototypu silnika Sabre.

Cho$ projekt Skylona cieszy si" poparciem Brytyjskiej Agencji Kosmicznej, do dzisiaj 85 proc. funduszy na prace nad silnikiem pochodzi od prywatnych inwestorów. Na doko'czenie prac firma po-trzebuje jeszcze 250 mln fun-tów.

Koncepcja samolotu i silni-ka pozytywnie przesz&a audyt dokonany przez Europejsk!

Agencj" Kosmiczn! (ESA). Gdy Skylon odb"dzie wszystkie próby, w #lad za nim powstan! dalsze konstrukcje superszyb-kich samolotów.

– Mo(na sobie bez trudu wyobrazi$, (e nasza technolo-gia mo(e zredukowa$ #wiat do czterech godzin. Tyle bowiem potrzeba b"dzie na dotarcie z Londynu do ka(dego zak!tka na Ziemi – powiedzia& Alan Bond, szef projektu i firmy Reaction Engines. – Samolot wyposa(ony w silnik Sabre b"dzie móg& lata$ na dalekich trasach, np. z Brukseli do Sydney. Nasza technologia pozwoli te( odes&a$ do lamusa wielkie rakiety, jakich u(ywa-my dzisiaj. Nie ma przeszkód, aby tego typu statki lata&y da-lej ni( na orbit" Ziemi.

Pojawienie si" Skylona i innych podobnych konstruk-cji mog&oby przyczyni$ si" do powrotu fascynacji lotnic-twem i kosmosem z lat 50. i 60. Otworzy&yby si" tak(e nowe mo(liwo#ci przed programa-mi takimi jak „górnictwo” asteroid.

Szef wydzia&u in(ynierii mechanicznej ESA Constanti-nos Stavrinidis przestrzega jednak, (e taki samolot ma szanse wznie#$ si" w prze-stworza dopiero za kilka lat.

– Min"&o troch" czasu, za-nim parowce wypar&y (aglowe klipery. Podobnie by&o, zanim silniki odrzutowe zast!pi&y #mig&a. Ale jestem przekonany, (e wykorzystywanie tlenu z atmosfery jest ostatni! grani-c!. Technologia silnika Sabre sprawi, (e i ona wkrótce zosta-nie pokonana – powiedzia& Stavrinidis serwisowi BBC News. )

Czekaj! nas superszybkie podró"e