Стартап Houston Hypersonic Transport обіцяє пасажирські рейси з Лос-Анджелеса в Токіо за годину

Якщо ви були тут досить довго, ви, можливо, пам’ятаєте роздрібного продавця окулярів LensCrafters помітний рекламний слоган «Окуляри за годину!» Стартап із Х'юстона, Венера Аерокосмічна обіцяє, що він доставить вас із Лос-Анджелеса до Токіо за той самий проміжок за допомогою космічного літака, починаючи з 2030 року. Це обіцянка, яку важко побачити.

Компанія не публікувала зображень дизайну свого 12-пасажирського авіалайнера. З іншого боку, він щойно випустив реліз, в якому рекламується фінансування серії А в розмірі 20 мільйонів доларів, яке було зібрано разом з Лабораторія Prime Movers, фірма венчурного капіталу з Вайомінга, яка описує себе як інвестування в «проривні наукові стартапи».

Зараз Venus Aerospace залучила 33 мільйони доларів. За понад рік існування стартап зріс до 40 співробітників і працює з ангару космодрому Х'юстона (аеропорт Еллінгтон). The звільнити сміливо зазначає, що «Venus Aerospace будує космічний літак з нульовими викидами вуглецю, який дозволить подорожувати по всьому світу».

Однак гіперзвуковий транспорт Венери не буде без викидів вуглецю. Це також не буде космічний літак. Венера приєднується до нових потенційних клієнтів у сфері гіперзвукового транспорту, у тому числі в Атланті Гермея і щойно анонсований у Пекіні Космічний транспорт, Яка говорить він доставить пасажирів з Шангі до Нью-Йорка всього за дві години.

Усі троє стверджують, що до 5 року вони будуть літати на повномасштабних літаках зі швидкістю 2030 Махів плюс (де починається гіперзвукова швидкість). Усі троє приймають ідею об’єднання світу за допомогою високошвидкісного транспорту, як і порівняно хитрий надзвуковий аспірант. загородження.

Венера кинула крилатою фразою «Додому до вечері», щоб описати теоретичну поїздку з Лос-Анджелеса до Токіо туди й назад у робочий день розумного керівника, який прагне вечеряти з родиною. Гермеус самовпевнено кидає виклик «Будь там».

Бачення та ажіотаж мають деяку схожість із низьковисотною, але метафорично високопольотною сценою міської авіамобільності та її поки що нереалізованим (але завжди за рогом) ринком.

Куди реально прямують Venus Aerospace та її потенційні конкуренти — це питання, яке варте уваги.

Гіперзвуковий гібрид

Можна порівняти запропонований Венерою літак з гібридним автомобілем. Як і паралельний двигун внутрішнього згоряння та електричні трансмісії, поширені в таких автомобілях, гіперзвукова конструкція компанії буде спиратися на дві силові системи — звичайний реактивний двигун і ракету.

Це стратегія, яка помітно відрізняється від повітродихаючої турбінної двигуна з комбінованим циклом (TBCC) Hermeus. підхід двигуна або те, що виглядає як комбінація твердотільного ракетного прискорювача та основної ракети на рідкому паливі.

За словами співзасновників компанії та подружжя Сари та Ендрю Дагглбі, теоретична операційна концепція Venus є те, що керує вибором. Обидва є ветеранами аерокосмічної діяльності, працюючи в Virgin Orbit і Virgin Galactic. Обидва мають інженерний досвід (Ендрю – колишній професор машинобудування в Virginia Tech і Texas A&M, а також інженерний офіцер запасу військово-морського флоту), Сара (або Сассі, як її називають) є генеральним директором, а Ендрю – технічним директором.

Літак, який Venus побудує, призначений для підключення до існуючої інфраструктури повітряного транспорту. Вони кажуть, що він зможе злетіти зі стандартної злітно-посадкової смуги в Лос-Анджелесі та піднятися на номінальну звичайну крейсерську висоту (35,000 XNUMX футів або близько того) за допомогою свого реактивного двигуна. Потім струмінь закривається, а вхідний/випускний отвір закривається. При цьому запускається ракетний двигун на рідкому паливі.

Ракета розганяє літак до 9 Махів (близько 6,850 миль/год) із прискоренням приблизно 0.5 g (за словами Ендрю, трохи більше, ніж у літака під час зльоту), коли вона піднімається на пікову висоту 170,000 10 футів. Літаку потрібно приблизно 9 хвилин, щоб досягти XNUMX Махів, швидкість, яку він утримує ще п’ять хвилин.

Потім ракета гасне, і лайнер перетворюється на гіперзвуковий планер, який без двигуна спускається до місця призначення протягом 45 хвилин, уповільнюючись приблизно на 0.1 g. Повернувшись на висоту майже 35,000 XNUMX футів, реактивний двигун перезапускається, і літак приєднується до звичайних авіалайнерів у черзі управління повітряним рухом для векторів на посадку в Наріті (Токіо).

Звучить потенційно можливо в якийсь момент у майбутньому, але брак конкретики щодо деталей та бізнес-плану є кричущим.

Від неможливого до важкого

Ендрю Дагглбі каже, що в короткій історії Venus Aerospace «ми пройшли шлях від неможливого до складного, але залишилося ще багато важких речей».

Команда Venus каже, що вони досягли трьох ключових успіхів, які вивели проект із царини неможливого. Перший — запатентований ротаційний детонаційний ракетний двигун (RDRE). Друга – це форма літака. Третя – активна система охолодження.

Простіше кажучи, ан RDRE детонує, а не спалює своє рідке паливо. Кільцеподібний (кільцевий) реактор усередині запускає хімічні реакції, які виштовхують концентричні імпульси надзвукового газу з вихлопного сопла, створюючи тягу.

RDRE відзначаються тим, що виробляють більшу тягу з меншою кількістю палива, ніж звичайні ракети, повніше спалюючи паливо при більш високих температурах. Вони потенційно пропонують теплопередачу та інші переваги, включаючи вагу та компактність. Ендрю каже, що двигун, розроблений Venus і випробуваний в лабораторії в невеликих масштабах, на 15% більш економічний, ніж аналогічні ракети, звільняючи масу літака для пасажирів і практичних речей, таких як герметична кабіна і шасі.

Фінансування, яке Венера залучила до цього моменту, дозволило їй дійти до точки, коли «ми довели, що у нас є спосіб досягти нашого детонаційного двигуна, що є способи зберегти його прохолодніше», – стверджує Дагглбі.

Він вільно порівняв паливо, яке буде використовувати його двигун, із сумішшю, яку використовує космічний шаттл, чий основний двигун спалений рідкий водень і рідкий кисень. Але на відміну від розробника гіперзвукових вантажних літаків Dawn Aerospace, яка повідомила, що її ракетний двигун буде використовувати рідку суміш високоякісної перекису (HTP) і гасу, Venus не поділяє склад свого рідкого палива, заявляючи, що це «ключова частина того, як ми зберігаємо двигун охолодженим». ».

Компанія також мовчить щодо конструкції свого планера, який повинен буде добре літати і маневрувати як на повільних дозвукових, так і на гіперзвукових швидкостях. Duggleby передбачає, що це «вейвердер», сформований таким чином, щоб створити єдину ударну хвилю та уловити кишеню повітря під високим тиском під животом автомобіля для збільшення підйому.

Boeing X-51 NASA є корисним прикладом вейврайдера, але що б не вийшла Венера (вона ще не звузилася з п’яти кандидатських форм), швидше за все, виглядатиме інакше. Для початку у нього будуть пасажирські вікна і звичайний хвостовий хід. Чи є у нього передні вікна кабіни для пілотів, поки не встановлено.

Ендрю Дагглбі каже, що Venus «сподіваюся, незабаром представить» планер, але не буде обговорювати часові рамки. Випробування субмасштабної моделі були проведені в Університеті Арізони Аеродинамічна труба 5 Махів, де Венера навіть провела деяку перевірку «на такій швидкості».

Як і в інших гіперзвукових концепціях, можна очікувати, що рух зі швидкістю 9 Махів вироблятиме багато тепла. Дагглбі каже, що це на висоті 170,000 3 футів є перевагою, оскільки тонка атмосфера там забезпечує менше тертя тепла, ніж на менших висотах. Тепло вплине, зокрема, на ніс літака, проблему, яку Венера, за словами Венери, вирішить за допомогою XNUMXD-друкованого носа з новою схемою внутрішнього охолодження. Дагглбі описує це як «теплову трубку на передній кромці, яка фактично поширює тепло». Передні кромки крил можуть включати подібну систему.

Решта літака, за його словами, не використовуватиме екзотичні матеріали для розсіювання тепла. Він буде використовувати «стандартний аерокосмічний матеріал», щоб знизити витрати, хоча Дагглбі не вказує, що саме.

Незважаючи на відсутність публічної інформації щодо трьох технологічних ключів, Venus Aerospace користується довірою своїх спонсорів венчурного капіталу. Сессі Дагглбі характеризує групу інвесторів, зібрану лабораторією Prime Movers Lab, як «терплячий капітал».

Технічний партнер Prime Movers Lab Ліз Стайн каже, що стартап має «багату на апаратне забезпечення програму», посилаючись на успішне використання його перевіреної концепції двигуна, випробування субмасштабної моделі в аеродинамічній трубі та співпрацю з Georgia Tech для передового дизайну охолодження.

Стайн додав, що Prime Movers підтримав Venus, представивши персоналу NASA з гіперзвукової техніки, а також поділився інструментами аналізу та дослідницькими роботами. Вона також вказала на НАСА-Делойт та NASA-SAIC дослідження ринку, що описують попит на гіперзвуковий повітряний транспорт, які, за словами Стайна, свідчать про те, що «сигнал ринкового попиту є для того, щоб високошвидкісні системи польотів працювали рентабельно без державної допомоги».

Не всі погоджуються, і багато хто вказує на приклад Конкорду, який вимагав підтримки багатьох урядів і ніколи не виходив з ладу.

«Ненависники завжди вказують на Concorde, щоб відкинути комерційну життєздатність високошвидкісних польотів, не розуміючи, чому Concorde зазнав невдачі», — каже Стайн.

Вона стверджує, що це пов’язано з необхідним величезним початковим капіталом (18.8 мільярдів доларів) та поточними поточними витратами. Головним серед останніх було паливо, поглинене двигуном Concorde Olympus 593, форсажні камери якого споживали так багато соку під час зльоту, що «понад половину злітної ваги Concorde становило паливо».

Це, у свою чергу, вимагало невиправданих цін на квитки на 100 пасажирів на надзвуковий авіалайнер. Мається на увазі, що гіперзвуковий транспорт Венери не матиме такої проблеми. Однак, оскільки ми не знаємо, яку суміш ракетного палива він використовуватиме, а вартість рідкого палива сильно варіюється, оцінити вартість важко чи неможливо.

Літак, який пропонує Венера, буде перевозити менше пасажирів і, ймовірно, буде меншим, ніж Concorde. З його гібридною силовою установкою він може споживати менше чистої енергії, але його вартість палива (і загальна експлуатаційна вартість) буде розподілятися лише на 12 місць на кожному рейсі. Розрахунок рахунка за пальне для літака, який навіть експериментально не реалізований, здається ризикованою вправою для найбільш терплячого інвестора. Однак це може не мати значення.

Кілька звіти на Venus Aerospace припускають, що вона на шляху до отримання прибутку протягом наступних двох років. Імовірно, це зробить, поділяючись своєю інтелектуальною власністю з Міністерством оборони. Як AFWERX' $ 60 млн. Інвестицій у шоу Hermeus ВВС і Міністерство оборони загалом пиніють про розвиток гіперзвукової технології для ракет, багаторазових дронів, супутників і літаків, а також про стимулювання зростання приватного сектора.

Ентузіазм Міністерства оборони не стосується гіперзвукових комерційних транспортів. Скоріше це шукає реально досяжні менші транспортні засоби за короткі терміни. Високопоставлений чиновник у оборонному/урядовому науково-технічному істеблішменті сказав мені: «Якщо Міністерство оборони стурбовано гіперзвуковою зброєю, вони можуть бути зосереджені на поразці [тобто протидії гіперзвуковій зброї]. Можливо, їм знадобиться перевірити поразку [системи], і безпілотник може це дозволити».

Як і Hermeus, Venus Aerospace планує першим розробити безпілотник, щоб довести свою технологію. Те, чи врешті-решт потрапить будь-яка компанія до гіперзвукового транспорту, можливо, не є головним для їхніх відповідних бізнес-кейсів або для їхніх інвесторів.

Космічний літак або бюст

Підраховано, що Boom, який знаходиться далі на своєму шляху, ніж Венера, знадобиться більше мільярда доларів, щоб реалізувати свій надзвуковий транспорт.

На запитання про загальні витрати на Венеру після довгої паузи Сессі Дагглбі каже, що їх оцінка знаходиться в «діапазоні мільярдів доларів». Вона поєднує це із застереженням, що у Венери є «можливості отримати прибуток на ранній стадії за допомогою дрона. Це не космічний літак чи бюст».

«Використання державного фінансування, щоб допомогти зменшити цей ризик, є однією з наших ключових речей, каже вона. «Ми не вважаємо, що нам потрібен цілий мільярд доларів венчурного фінансування, перш ніж ми досягнемо цього».

Венера каже, що вже має деяке державне фінансування, щоб допомогти їй досягти цього. Це може виходити з контракту AFWERX на передачу технологій малого бізнесу (STTR, фаза I-II), хоча я не зміг це підтвердити. Якщо так, то, ймовірно, Венера принесла близько 800,000 XNUMX доларів.

За словами подружжя, вони охоче прийняли шлях запуску після багатьох років роботи з відомими компаніями. У цьому ключі Сассі каже: «Чи будемо ми вчитися чомусь і думатимемо, що нам потрібно змінитися? Звичайно, але це радість світу стартапів. Це радість інновацій».

Схоже, змішані повідомлення, функція, яка також міститься в заявах Venus Aerospace щодо створення безвуглецевого космічного літака і польоту до 2030 року. Ті, хто приділятиме пильну увагу, зрозуміють, що космос, як правило, починається на висоті 62 милі (330,000 XNUMX) над Землею. . Сассі Дагглбі визнає, що уявний апарат Венери добирається лише на півдорозі до космосу — або до Маха, який йому знадобиться, щоб уникнути земного тяжіння. Чому ж тоді називати це космічним літаком?

«Ми називаємо це космічним літаком, тому що він здебільшого потрапляє туди», — пропонує Ендрю Дагглбі. «Ми не транспортний засіб, що дихає повітрям. Ми не просто швидкісний літак. Тому краще назвати це космічним літаком».

Коли я зазначаю, що пасажири, які платять за проїзд, можуть очікувати відправитися в космос на космічному літаку, Сассі відповідає, що «Коли ви кажете космічний літак, люди, як правило, розуміють, що це не просто стандартний літак».

Вони також можуть зрозуміти, що реактивний літак і ракета Венери навряд чи будуть без викидів вуглецю (не кажучи вже про внески для створення такого транспорту). Біопаливо з низьким вмістом вуглецю та синтетичне авіаційне паливо вже на горизонті, але чи будуть вони широко доступними (чи конкурентоспроможними за ціною) до 2030 року – це питання.

Що стосується ракети, то космічний шаттл випускав переважно водяну пару з рідкого палива, яке вона спалювала. Не очікується, що літак Венери працюватиме на тому самому матеріалі. А вчені кажуть, що ми не маємо дуже хороших даних про що випускають ракети на рідкому паливі, особливо у верхніх шарах атмосфери. Яке б ракетне паливо не спалював гіперзвуковий лайнер Venus Aerospace, він також потребує особливого поводження в аеропортах чи космодромах.

Ендрю Дагглбі каже, що це не є серйозною проблемою, хоча експерти з палива та безпеки можуть не погодитися. Можна пам’ятати, що величезний A380 Airbus був закритий з ряду аеропортів через такі звичайні міркування, як потреба в посилених матеріалах для пандусів/злітно-посадкової смуги та різних повітряних мостів для висадки/висадки пасажирів.

Можна було б також здогадатися, що гіперзвуковому авіалайнеру Венери знадобляться злітно-посадкові смуги довжиною 10,000 15 футів (Ендрю каже, що у них є XNUMX кандидатів на маршрути/пункти призначення) і, можливо, матиме високу швидкість кінцевого заходу на посадку з наслідками повітряного руху. Там Дагглбі не бачать жодних серйозних нерівностей на дорозі.

Дивно, але кажуть, що Венера буде вертикально інтегрована, включаючи створення власних ракетних двигунів. Звичайні підозрювані від United Launch Alliance до Northrop-Grumman і SpaceX не входять до їхнього плану, який, очевидно, побачить, що двигуни будуть вироблятися на об’єктах космодрому в Х’юстоні.

Як стверджують керівники, деяка частина 40-членного персоналу Венери має досвід ракетобудування. Я не запитав, чи цей досвід більше зосереджений на безпілотних або субмасштабних автомобілях, ніж на повномасштабних автомобілях. Які обсяги знадобляться – це інше питання, яке залишилося без відповіді. Це проникає в суть бізнес-пропозиції.

Венера не робила публічних прогнозів щодо вартості своїх літаків. Скільки можуть коштувати квитки, також невідомо. Сассі каже, що компанія має внутрішні моделі витрат. «Ми хотіли б, щоб ціна на квитки в першому класі була близькою. Є багато факторів, і ми все ще на ранній стадії того, як це насправді буде виглядати».

Ці фактори включають частоту польотів. Ендрю Даггелбі стверджує, що методологія охолодження Венери та конструкція планера зроблять можливим двогодинний оборот літака. Венера націлена на чотири польоти на день. На відміну від основних ракет Space Shuttle, які доводилося зносити після кожного польоту, RDRE в літаках Венери виконуватимуть 100 запланованих польотів перед необхідними перевірками двигунів і 1,000 польотів перед перевіркою рівня відновлення. «Так, це важке завдання, — визнає Ендрю, — але наш початковий проект показує доцільність.

Здійснюваність була під питанням до тих пір, поки існували серйозні гіперзвукові польоти з початку 1980-х років British Aerospace. ГОРОЛ звичайний злітно-посадковий апарат багаторазового використання для натхненного Рейганом NASA кінця 1980-х років Orient Express проект гіперзвукового літака.

Генеральний директор Venus Aerospace кілька разів називав підприємство «технологічною компанією на ранній стадії», якою вона, безсумнівно, є. Його частини можуть насправді коштувати більше, ніж ціле. Ось чому цікаво, що Венера чи інші потенційні виробники гіперзвукових транспортних засобів публічно висунули б мету «політати» до 2030 року.

Причина, каже Річард Абулафія з AeroDynamic Advisory, зводиться до інвестиційних доларів. «HOTOL, Orient Express та інші були за 10-1980 років» у 10-х. Сьогодні до гіперзвукового [транспорту] відстань від XNUMX до XNUMX років. Ось так сюрприз."

«Urban Air Mobility залучила мільярди доларів. Так, багато з них до смішного роздуті, але мета [компаній UAM] — накопичити гроші. Це робота перша».

Чи зможе Venus Aerospace залучити мільярд доларів, який, за її словами, потрібен для створення гіперзвукового транспорту? «Подивіться на інвестиції, які UAM залучила минулого року», – каже Абулафія. «Жарт над нами. Що стосується мільярда, спойлер – цього замало».

Подружжя Дагглбі поширює метафору «Додому до вечері» на зосередженість Venus Aerospace на балансі між роботою та особистим життям, яка, за їхніми словами, відсутня в більшості аерокосмічних компаній. Як це співпадає з проектуванням, тестуванням та побудовою повномасштабного літаючого гіперзвукового авіалайнера до 2030 року, неясно. Вони стверджують, що старанно уникайте речей, які затягують терміни проекту – неправильної роботи, переробки, надмірних ускладнень – допоможе, стверджують вони.

Ендрю каже, що ціль до 2030 року – це дійсно термін «не раніше ніж». Сассі каже, до чого потрібно прагнути, що, можливо, знадобиться додаткові п’ять років, щоб «якнайшвидше дістатися до продукту».

«Ми не йдемо на компроміс щодо нашої місії як компанії», – стверджує вона. Гіперзвуковий транспорт — це «безумовно причина, чому ми вирішили створити компанію два роки тому. Ринкові можливості неймовірні».

Коли LensCrafters почало працювати на початку 1980-х, він пов’язував свій слоган із комерційно та технологічно досяжною метою. У 2022 році, схоже, знадобляться спеціальні окуляри, щоб побачити, чи зробила те саме Venus Aerospace.