AERONAUTIKA

Pripremio: Darko Mladenović

QSST - projekat nadzvučnog putničkog aviona

Tiho kroz zvuČni zid

Iako je era nadzvučne avijacije počela pre više od 60 godina, prvim letom Čaka Jegera, u komercijalnoj avijaciji danas ne postoji nijedan aktivni nadzvučni avion. Projekti letelica poput QSST-a će u bliskoj budućnosti ponuditi putnicima let od zapadne do istočne obale SAD za svega dva sata umesto sadašnjih šest

Tupoljev Tu-144 je prvi putnički nadzvučni avion koji je poleteo sedamdesetih godina prošlog veka, ali nije doživeo komercijalni uspeh pa je, posle svega tri godine aktivne upotrebe, prizemljen. Njegov zapadni pandan konkord je do danas jedini nadzvučni putnički avion koji je ušao u komercijalnu upotrebu, a njegova upotreba tokom 27 godina pokazala je da postoji potreba za nadzvučnim putničkim avionima. Iako je let konkordom putnika koštao znatno više od leta nekim drugim avionom, zahvaljujući činjenici da je let od Pariza do Njujorka trajao svega četiri sata, uvek se tražila karta više. Najveći broj putnika činili su poslovni ljudi kojima kraće vreme putovanja predstavlja imperativ.

Brzina koju su ova dva aviona posedovala kao prednost u odnosu na ostale je faktor koji je prouzrokovao i niz problema u toku njihove upotrebe. Visoka potrošnja goriva, cena održavanja i visok nivo buke koju su avioni emitovali su osnovni razlozi povlačenja ovih letelica iz komercijalne upotrebe. Prasak koji su emitovali prilikom probijanja zvučnog zida je pojava koja je dovela do zabrane leta ovim avionima iznad naseljenih mesta.

Turbofenski motori

Majkl Polson je tokom 2000. godine osnovao kompaniju Supersonic Aerospace Intl (SAI) sa ciljem da razvije projekat tihog nadzvučnog putničkog aviona. Kompanija je, imajući u vidu bogato iskustvo američke firme Lokid-Martin u projektovanju vojnih nadzvučnih aviona, maja 2001. godine potpisala ugovor o saradnji i izradi projekta QSST. Naredne tri godine, četrdesetak najboljih inženjera iz Lokidovog odeljenja Skunk Works je radilo na razvoju ovog aviona da bi, konačno, projekat bio predstavljen javnosti 2004. godine na konvenciji u Las Vegasu.

Prvi i najvažniji zadatak koji je novi avion trebalo da ispuni je da, prilikom probijanja zvučnog zida, nivo buke bude u skladu sa postojećim zakonskim regulativama i da emisija gasova bude što niža. Tokom ove faze su angažovana tri vodeća svetska proizvođača avio motora: Rolls-Royce, General Electric i Pratt & Whitney su ponudili svoje originalne koncepte turbofenskih motora koji omogućavaju nizak nivo buke, visoku efikasnost u fazi krstarenja i emisiju gasova u skladu sa strogim kriterijumima vezanim za zaštitu čovekove okoline.

Sledeći zadatak postavljen pred projektante bio je da letelica mora biti sposobna da brzinom od 1,6 – 1,8 maha u fazi krstarenja, na visini 14.000 - 17.000 m, preleti 8.000 km. Projektovana brzina leta, koja je u vezi sa porastom temperature pri visokim brzinama leta, omogućava upotrebu konvencionalnih kompozitnih materijala i legura aluminijuma za izradu letelice. QSST takođe mora biti projektovan tako da može da koristi većinu aerodroma u svetu pa staza potrebna za poletanje sa najvećom masom ne sme biti duža od 2.350 m.

Futuristički dizajn spoljašnosti ovog aviona je primenjen i u putničkoj kabini. Pilotski prostor je opremljen najsavremenijim multi-funkcionalnim displejevima koji omogućuju precizno praćenje svih parametara leta. Putnička kabina je luksuzno opremljena udobnim foteljama, kvalitetnim audio-video sistemima i svim uređajima potrebnim za nesmetan rad poslovnih ljudi. Predviđeno je da se u putničku kabinu može udobno smestiti 12 putnika, mada se planiraju i verzije koje će moći da prime 14 i 25 putnika.

Prevazilaženje problema buke

Ključ u iznalaženju rešenja nivoa buke je napredna aerodinamika koju poseduje ova letelica. Kontrolisanjem pritiska koji se stvara ispred letelice prilikom kretanja nadzvučnom brzinom, moguće je ublažiti poremećaj vazdušne struje po čitavoj dužini letelice i na taj način generisati više udarnih talasa manjeg intenziteta koji su inače odgovorni za prasak koji se javlja pri nadzvučnom letu. Ovom koncepcijom, koja je ispitana i u aerotunelima i u letu na modifikovanom vojnom avionu, omogućava se smanjenje nivoa buke na nivo koji je zanemarljiv u odnosu na nivo buke izmeren na ulicama svetskih metropola.

Raspored aerodinamičkih površina koji uključuje koncepciju kanara u prednjem delu letelice i inovativni dizajn obrnutog V repa takođe imaju znatan uticaj na tiši let. Uticaj ovih površina se ogleda u sprečavanju nagle promene pritiska koji je inače odgovoran za stvaranje udarnih talasa. Ovakav pristup pospešuje i ekonomičnost letelice koja je, u ovom slučaju, za 10 % veća kada avion leti nadzvučnom brzinom u odnosu na podzvučnu.

Konstrukcija repnih površina omogućava smeštaj motora u zadnji deo trupa, što za efekat ima dalje razdvajanje vazdušnih struja i sprečavanje njihovog sudaranja. Samo konstruktivno rešenje repa je dovoljno jako da se u njega mogu smestiti motori bez potrebe za dodatnim ojačanjima. Testiranja primenjenih rešenja su pokazala da će QSST generisati jedan stoti deo buke udarnog talasa kakav je proizvodio konkord pa se u skladu sa tim očekuje dobijanje odobrenja za nadzvučni let iznad naseljenih mesta.

QSST će, pored niza tehnoloških dostignuća koja su po prvi put primenjena, uneti i mnogo promena u budućim projektima putničkih aviona i onih za vojne potrebe. Prvi let je planiran za 2013. godinu a isporuka prve letelice ovog tipa se očekuje 2016. godine.

Kompanija SAI očekuje da će na tržište plasirati između 300 i 400 letelica ovog tipa. Iako se očekuje da će korisnici ovakvog aviona biti pre svega poslovni ljudi, medicinske ustanove i vlade država, moguć je i razvoj većih putničkih aviona zasnovanih na ovom konceptu.

Darko Mladenović