Авиастроители 21-го века соревнуются в создании самолета будущего, так как авиакомпании требуют от производителей более эффективных самолетов.
Одна из наиболее перспективных концепций — самолет со сросшимся или объединённым крылом, в котором фюзеляж и крылья объединены в единое целое. Это в корне отличается от традиционного дизайна с трубами и крыльями, которая была распространена с начала развития коммерческой авиации.
Эффективность за счет нового дизайна
По данным ВВС США, крыло самолёта «все в одном» может снизить сопротивление на 30 процентов, что позволит сократить расход топлива. ВВС планируют использовать эту конструкцию в прототипе самолёта будущего.
Несколько компаний, в том числе такие стартапы как JetZero и Natilus, а также европейский динозавар авиастроения Airbus, объявили о планах по созданию этих уникальных самолетов будущего, начиная со следующего десятилетия. Хотя компания Boeing тоже инвестировала в исследования технологий смешанных крыльев, но в настоящее время она не планирует строить такие самолеты.
Компании Natilus и JetZero начинают с нуля. Они нацелены на разные рынки, но преследуют одну и ту же общую цель: проломить дуополию Airbus-Boeing.
Планы стартапов JetZero и Natilus
Компания Natilus разрабатывает узкофюзеляжный самолет на 200 пассажиров под названием Horizon, чтобы заполнить предполагаемую нехватку воздушных судов в ближайшие 20 лет, а JetZero планирует построить гигантский широкофюзеляжный самолет на 250 пассажиров под названием Pathfinder для замены устаревших самолетов Boeing 767.
Все три компании считают, что нашли секретный рецепт в гигантском крыле. Он должен значительно снизить расход топлива, сделать салон более просторным и обеспечить авиакомпаниям более выгодные общие затраты, одновременно удовлетворяя требованиям к маршрутам и инфраструктуре.
Вот как может выглядеть самолет с объединёнными крыльями
Самолеты со объеденёнными крыльями — это, по сути, одно огромное крыло.
Алексей Матюшев, генеральный директор Nautilus, рассказал Business Insider, что полагаться на конструкцию самолета для сокращения выбросов — лучшая стратегия, чем полагаться на экологически чистое авиационное топливо (SAF). Аналитики уже говорили BI, что SAF дорого стоит и не будет доступно в тех количествах, которые необходимы для достижения нулевой цели отрасли на 2050 год.
По словам Матюшева, облегченная конструкция и более легкие двигатели в сочетании с более топливосберегающим крылом, сохраняющим стандартную грузоподъемность, позволят самолету Horizon быть на 50 процентов эффективнее в расчете на одного пассажира.
Компания JetZero также рассчитывает, что ее Pathfinder будет потреблять на 50 процентов меньше топлива. Компания уже сотрудничает с ВВС США в разработке прототипа со смешанным крылом. Концепт ZEROe, анонсированный Airbus, будет работать на водороде и производить нулевые выбросы.
Майкл Брэгг, профессор аэрокосмического факультета Иллинойского университета, в интервью BI объяснил, что разработка более легких и в то же время прочных композитных материалов — это ключ к снижению расхода топлива в самолетах со смешанным крылом.
Двигатели находятся в задней части самолета
Концепты JetZero, Natlius и Airbus со смешанными крыльями имеют два двигателя, установленные в задней части самолёта, а не под крыльями, как у большинства современных реактивных самолётов. Airbus объяснил, что такое расположение двигателей снижает уровень шума.
JetZero планирует перенять двигатели с таких самолетов, как Boeing 737. Матюшев сообщил, что Natilus ведет переговоры с производителями о разработке собственного двигателя со смешанными крыльями.
Создание нового двигателя с нуля было бы слишком рискованным. В концепции смешанного крыла Airbus будут использоваться двигатели с нулевым уровнем выбросов, поскольку Airbus нацелен на создание коммерческого самолета, работающего на водороде.
Кабина будет такой же уникальной, как и дизайн самолета
Салон самолета со специальными крыльями будет гораздо шире, чем у традиционного самолета с трубами и крыльями, а это значит, что в рядах может находиться более десятка человек.
По мнению JetZero, салон позволит более эффективно осуществлять посадку и высадку пассажиров, а большее пространство для ручной клади избавит от необходимости проходить неудобный контроль на выходе из самолета.
В Nautilus объяснили, что более широкая кабина, единственная из запланированных двухуровневых, может оказаться неудобной для людей, сидящих в центре самолета далеко от окон. Тем не менее, она предлагает больше места для ног и открывает пространство для таких вещей, как детская игровая зона или лаунж.
Самолет должен работать вместе с существующей инфраструктурой аэропортов
Производители самолетов не хотят, чтобы авиакомпаниям или аэропортам приходилось тратить много денег на размещение нового типа самолетов. Планы для самолетов со смешанными крыльями разработаны таким образом, чтобы вписаться в уже существующую инфраструктуру аэропортов.
Компания JetZero, например, заявила, что Pathfinder может вписаться в существующие ворота Airbus A330, а компания Natlius сообщает, что Horizon может вписаться в существующие ворота для узкофюзеляжных самолетов.
Небольшие демонстрационные самолеты со смешанными крыльями уже существуют, но полноразмерные прототипы пока не летают
Прототип Natilus предназначен не для Horizon, а для его грузовой версии под названием Kona, на которой основан Horizon. Airbus и JetZero также построили демонстрационные самолеты.
У Airbus была модель длиной около 1,80 метра под названием Maveric. Она была представлена в 2020 году и использовалась для оценки таких концепций, как совместимость с аэропортами, техническое обслуживание и безопасность, которые могли бы помочь в разработке ZEROe.
JetZero и Natilus надеются на возможность разрушить дуополию Airbus-Boeing
Компании Airbus и Boeing на протяжении многих поколений являются двумя крупнейшими мировыми производителями коммерческих самолетов. Однако проблемы в цепочке поставок обеих компаний и продолжающиеся проблемы с качеством и производством в Boeing, возможно, открыли дверь для JetZero и Natilus.
«Мы решили выйти на рынок узкофюзеляжных самолетов, потому что это самая большая возможность на ближайшие 20 лет», — говорит Матюшев. «За это время необходимо построить 40 000 новых узкофюзеляжных самолетов, но прогнозы Airbus и Boeing показывают, что они смогут производить только по 15 000, поэтому мы хотим заполнить эти мощности».
По мнению JetZero, Pathfinder может заменить Boeing 767 или аналогичные традиционные широкофюзеляжные самолеты. Компания привлекла внимание авиакомпаний: в августе Alaska Airlines объявила об инвестициях.
Препятствия, которые еще предстоит преодолеть
Первое — убедиться, что самолет выдержит ожидаемые нагрузки. Другая — убедить пассажиров сидеть подальше от окон. Но Матюшев говорит, что люди привыкнут к этому, если у них будет больше места.
Компании Airbus и JetZero сталкиваются со сложностями, связанными с разработкой двигателя, работающего на водороде. Сертификация нового типа самолета также будет долгой и трудной, с рядом препятствий, включая подготовку пилотов.
Более крупные самолеты со смешанными крыльями, такие как JetZero, также должны быть приспособлены для эвакуации, которая может занять больше времени при меньшем количестве рядов для выхода.
Самолеты со смешанным крылом используются военными уже много лет
Хотя пассажирский самолет с такими крыльями относительно новая концепция, но военные самолеты такого типа летают в США уже несколько десятилетий.
Последняя версия от Northrop Grumman — дальний стелс-бомбардировщик B-21 Raider, используемый ВВС США для летных испытаний.
По форме он похож на своего предшественника B-2, который впервые был поставлен ВВС США в 1993 году.
